LTC3525單節(jié)升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器為各種恒定電流設計

LTC3525 在 SC70 封裝中提高了升壓轉(zhuǎn)換器性能和功率能力的標準。它是一款基于電感的同步升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，可在低至 1V 的輸入電壓下工作，將其升壓至 3.3V 或 5V。其強大的內(nèi)部 400mA 開關(guān)允許 LTC3525 以高達 150% 的效率提供高達 94mA 的負載電流。為了進一步節(jié)省空間，它只需要三個外部元件（兩個小型陶瓷電容器和一個小電感器），因此完整的解決方案適合以前僅供電荷泵設計使用的空間。

LTC3525-3.3 和 LTC3525-5 均采用 2mm × 2mm × 1mm SC70 封裝，并在一個 0.8V 至 4.5V 的輸入范圍內(nèi)運作。這種靈活性使其適用于由 1 至 3 節(jié)堿性/鎳氫電池或單個鋰離子電池供電的緊湊型應用。3.3V版本甚至可以在輸入電壓超過輸出電壓時保持穩(wěn)壓。

小而全功能的解決方案

盡管 LTC70 采用小型 SC3525 封裝，但它仍具有許多精密功能，例如：輸出斷開、浪涌電流限制、低輸出電壓紋波、同步整流、單節(jié)電池能力、抗振鈴控制和小于 1μA 的停機電流。它還具有過流保護和熱關(guān)斷功能，使其能夠承受無限期短路而不會損壞。

外部元件選擇非常簡單，因為大多數(shù)應用只需要一個1μF陶瓷輸入電容進行本地去耦，一個10μF陶瓷輸出濾波電容和一個10μH電感（盡管可以使用4.7至15μH之間的任何值）。確保僅使用 X5R 或 X7R 型電容器，使其靠近 IC 的引腳。

LTC3525 通過將 SHDN 引腳上拉至 1V 至 5V 之間的任何電壓而使能，而不管輸入或輸出電壓如何。

在很寬的輸入電壓和負載電流范圍內(nèi)具有高效率

LTC3525 采用一種正在申請專利的專有技術(shù)，該技術(shù)根據(jù)負載和輸入電壓的函數(shù)自適應調(diào)節(jié)峰值電感器電流。該技術(shù)可在輕到中等負載下提供最佳效率，同時使其能夠提供超出此尺寸的其他解決方案能力的更重負載電流。

LTC3525 的低靜態(tài)電流僅為 7μA 的 V外使其能夠在極輕負載（如圖2所示）和寬輸入電壓范圍內(nèi)保持令人印象深刻的效率。相比之下，電荷泵設計的效率隨著電池電壓的變化而變化很大，如圖3所示。請注意，電荷泵設計需要至少1.7V的輸入電壓才能產(chǎn)生穩(wěn)定的3.3V輸出?；陔姼衅鞯念愃平鉀Q方案需要更大的封裝和更多的外部元件，因此不適合電路板空間非常寶貴的應用，或者對于成本敏感型應用來說過于昂貴。

圖3.LTC3525-3.3 和基于等效電荷泵的升壓電路的效率與輸入電壓的比較。

單節(jié)電池至3.3V轉(zhuǎn)換器，外形為1mm

采用LTC3-3.3525的單節(jié)堿性或鎳電池至3.3V轉(zhuǎn)換器如圖4所示。本應用使用電感器和輸出電容器，以實現(xiàn)1mm的外形。它從單節(jié)電池提供 60mA 的負載電流，從兩節(jié)電池提供 140mA 的負載電流，同時適合 5mm × 7mm 的占位面積。轉(zhuǎn)換器能夠在低于1V的輸入電壓下工作，使其能夠使用電池中的所有可用能量，并且還可以防止轉(zhuǎn)換器在負載瞬態(tài)導致輸入電壓瞬時下降時關(guān)閉。

圖4.單節(jié)電池至3.3V轉(zhuǎn)換器在60mm外形中提供1mA的負載電流。

鋰離子/3節(jié)電池至5V轉(zhuǎn)換器可提供超過175mA的電流和低輸出紋波

LTC3525 專為實現(xiàn)非常低的輸出紋波和最小的輸出電容而設計。在大多數(shù)應用中，一個 10μF 陶瓷電容器將產(chǎn)生不到 1% 的峰峰值輸出紋波。通過使用一個22μF電容，輸出紋波可以降低到V的0.5%以下外，使其適用于許多噪聲敏感型應用，這些應用以前需要更大、更昂貴的固定頻率轉(zhuǎn)換器。

圖5中的電路占用的空間僅為6mm×6mm，由鋰離子電池（或三節(jié)堿性或鎳電池）提供5V、175mA或更高的電流。采用一個 22μF 輸出電容器時，輸出紋波僅為 22mVP-P輕負載時，小于 50mVP-P滿載時，如圖 6 所示。效率峰值為93%，在三十倍的負載電流下保持在85%以上，如圖7所示。該解決方案還可用于在 5.200V 供電系統(tǒng)中提供 3V/3mA 電流。整個解決方案適合 1.8mm 外形。

圖5.鋰離子至 5V 轉(zhuǎn)換器可提供 175mA 的負載電流和 <0.5% 紋波。

圖6.最小和最大負載時 5V 轉(zhuǎn)換器的輸出電壓紋波。

圖7.鋰離子至5V轉(zhuǎn)換器的效率與負載的關(guān)系。

結(jié)論

當今的許多電池供電型便攜式設備（如 MP3 播放器、醫(yī)療器械和數(shù)碼相機）均可受益于 LTC3525 提供的小尺寸、簡單性和更長的電池壽命。其小巧、扁平的SC70封裝和極少的外部元件數(shù)量使其成為效率較低的電荷泵設計的可行、高性能替代方案。其 400mA 開關(guān)電流和低輸出紋波使其能夠在成本敏感型應用中取代更昂貴的固定頻率轉(zhuǎn)換器。

審核編輯：郭婷