纖巧型升壓/降壓電源在電池供電型器件中提供3.3V/1.3A電流

當(dāng)今的許多手機(jī)、PDA、MP3 播放器和 其他便攜式設(shè)備要求一致的3.3V 電源由單個(gè)可充電電源供電 鋰離子電池。問題是鋰離子電池 充滿電時(shí)的電壓略高于3.3V 并且在充電的整個(gè)生命周期內(nèi)損失的電壓小于 3.3V. 依賴于鋰離子電池的電源需要 可保持一致3.3V的穩(wěn)壓器 高輸入和低輸入的輸出。由于典型 鋰離子應(yīng)用是便攜式大眾市場(chǎng)設(shè)備 重點(diǎn)是短上市時(shí)間、長(zhǎng)電池 壽命長(zhǎng)，體積小，成本低，穩(wěn)壓器必須采取 空間小，效率高，使用成本低廉 盡可能使用現(xiàn)成的組件。

圖1所示為簡(jiǎn)單高效的SEPIC轉(zhuǎn)換器 在 1.3V 時(shí)提供高達(dá) 3.3A 的輸出，輸入 單節(jié)2.7V至4.2V電池。它的簡(jiǎn)單，低成本， 效率和小組件尺寸（無組件） 高于3.1mm）滿足許多尺寸和 電池供電的功耗要求 便攜式設(shè)備。

圖1.使用SOT-3 DC/DC轉(zhuǎn)換器將鋰離子電池電壓轉(zhuǎn)換為3.1V，3.23A，組件數(shù)量最少，最大高度為3.1mm。

從一系列輸入調(diào)節(jié)輸出電壓

雖然SEPIC只是DC/DC轉(zhuǎn)換器的眾多可能配置之一，但它具有主要優(yōu)勢(shì) 應(yīng)用于現(xiàn)代便攜式設(shè)備時(shí)優(yōu)于其他選擇 裝置。圖1中的SEPIC提供3.3V輸出 在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)，2.7V 至 4.2V。一 SEPIC配置的替代方案是一個(gè)簡(jiǎn)單的降壓轉(zhuǎn)換器。降壓型轉(zhuǎn)換器提供 3.3V 電壓 只要電池電壓保持在3.6V以上，但 當(dāng)電池電壓下降時(shí)，它開始掉線 低于3.6V，產(chǎn)生幾百個(gè)輸出電壓 低于輸入電壓的毫伏。輸出電壓 將一直降至2.5V以下作為輸入 電壓降至2.7V。

高效

這種設(shè)計(jì)可以提供 DC/DC 轉(zhuǎn)換效率 高達(dá) 78%，對(duì)于最大限度地延長(zhǎng)電池壽命非常重要 便攜式設(shè)備。圖2顯示了效率曲線 適用于各種輸入電壓和輸出電流。注意 高于10mA輸出時(shí)電路大于70% 效率高，在 78A 輸出時(shí)效率攀升至 1%。它 輸出電流低時(shí)仍大于 60% 作為 1mA，主要是由于 LTC1872 的低靜態(tài)電流。如果需要一種停機(jī)模式，則 LTC1872 的 極低的 22μA （最大值） 關(guān)斷電流 延長(zhǎng)電池壽命。

圖2.鋰離子電池對(duì) 3.3V、1.3A LTC1872 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的典型效率。

該電路的簡(jiǎn)單性最大限度地降低了成本，電路板 空間和設(shè)計(jì)難題。此 550kHz 電流模式 SOT-23 控制器驅(qū)動(dòng)單個(gè) TSOP-6 N 通道 場(chǎng)效應(yīng)管。10μF 陶瓷耦合電容器具有極高的 RMS 紋波電流能力，因?yàn)樗w積小 尺寸和成本。兩個(gè)小型 4.2μH、2.2A 電感器 （L1 和 L2） 高度不超過 3.0 毫米，無需 像替代磁性元件一樣彼此相鄰放置 選擇，一個(gè)更大，更昂貴的變壓器 最大高度遠(yuǎn)高于3mm。一般來說，非耦合 功率電感器可從更多來源獲得， 具有比 等效變壓器。變壓器還限制了 此布局的靈活性。圖 3 演示了如何 兩個(gè)獨(dú)立的電感器（總成本更低） 比等效變壓器）放置以最小化 電路尺寸和形式盡可能短高 頻率交流開關(guān)路徑，因此噪聲最大 免疫布局可能。最有可能的選擇 顯示了兩個(gè)電感器的變壓器更換情況 供參考。變壓器具有最大高度 6.0毫米，遠(yuǎn)高于3.1毫米的最大高度 兩個(gè)電感電路。笨重的 4 針變壓器 增加電路的尺寸并使布局更多 難。

圖3.雙電感器設(shè)計(jì)比使用變壓器的設(shè)計(jì)提供更好的性能。

100μF 陶瓷輸出電容器具有高紋波 額定電流和極低的 ESR 導(dǎo)致有限 輸出電壓紋波。這種特殊的設(shè)計(jì)需要 只有一個(gè) 22μF 陶瓷輸入電容，因?yàn)?SEPIC 具有低輸入紋波電流（由于連續(xù) 電感 L1 中的電流）。微型肖特基二極管 2A 額定電流占用的空間非常小，整體 通過使用 LTC1872 在 其薄型 SOT-23 封裝。

LTC1872 提供了一個(gè) 2.5V 欠壓閉鎖 防止低輸入時(shí)電流失控的功能 電壓，對(duì)于鋰離子電池供電的設(shè)備尤其重要。

審核編輯：郭婷