使用可在非常低输入电压时运行的降压-升压型转换器,能够更好地满足一些采用超级电容器的备份应用之需求。例如,一组电容器 (超级电容器、电解质电容器等) 被充电至某个电压值。如果电源失效,那么下游的降压-升压型转换器就可以保持输出稳定,因为该转换器具有允许使用电容器全部能量的优势。这就可以减少应用所需的电容量 (减小电容值和电路板面积)。不过,较新式的转换器仍然需要 2.xV 输入电压才能运行。因此,用户如果想从一个低于 2.xV 的输入获得功率,需要运用一些技巧 (反向馈送等)。很多 DC/DC 转换器做不到这一点。
幸运的是,凌力尔特的降压-升压型转换器产品解决了很多这类问题。就输入要求达到 40V 的情况而言,LTC3115-1/-2 和 LTC3114-1 非常适合。输入电压高达 15V 时,可以使用 LTC3111、LTC3112 和超低静态电流 LTC3129。不久的将来,LTC311x 系列产品将使输入电压能力扩展至 18V,并在降压模式支持 5A 输出电流。然而,业界仍然存在一个尚未弥合的差距,即可与 12V/24V 系统兼容同时提供高达 600mA 的适度输出电流、能够在启动后以低压运行并具备超低静态电流的降压-升压型 DC/DC 转换器。
新的超低 IQ 降压-升压型转换器
显然,解决上述这些问题的降压-升压型解决方案应该具备以下特性:
在很宽的输入 / 输出电压范围内运行
能够提供充足的输出电流
超低 IQ
低输出噪声/纹波
以高效率运行
以升压模式运行时,输出断接
需要最少的外部组件,易于设计
出色的热性能
为了满足这些需求,凌力尔特不久前推出了 LTC3130 和 LTC3130-1。这些输入和输出额定值为 25V 的单片同步降压-升压型转换器在降压模式能够提供高达 600mA 输出电流,同时具备极低的 1.2µA 无负载静态电流 (参见图 1)。每个器件都提供 2.4V 至 25V 输入电压范围和 1V 至 25V 输出电压范围 (LTC3130 是可调的,参见图 2),并在输入高于、低于或等于输出时提供稳定的输出。一旦启动,这些器件的典型输入电压要求仅为 0.6V。用户可选的突发模式 (Burst Mode) 运行将静态电流降至仅为 1.2µA,从而提高了轻负载时的效率,并延长了电池运行时间。LTC3130/-1 专有的降压-升压型拓扑在所有工作模式下都提供低噪声、无抖动开关,非常适合对电源噪声敏感的 RF 及高精度模拟应用。这些器件还包括可编程最大功率点控制 (MPPC) 功能,从而确保从光伏电池等非理想电源提供最大功率。LTC3130 的所有功能 LTC3130-1 都提供,但 LTC3130-1 提供 4 个用户可选的固定输出电压:1.8V、3.3V、5V 和 12V,从而无需电阻器分压器就可实现可调输出版本 (参见表 1)。
图 1:LTC3130 的典型应用原理图和功能
图 2:LTC3130 的 VOUT 反馈分压器方程和原理图
表 1:LTC3130-1 的 VOUT 编程设定值
LTC3130/-1 有充足的电压裕度,可应对 1 至 6 节串联锂电池输入系统和可能遭遇大的噪声尖峰的标称 12V 系统,以及能够为 24V 传感器供电。有保证的最低 660mA 电感器电流限制提供升压模式输出电流能力,尤其是对必须用 3.3V、5V 或电池等低输入电压运行的 24V 传感器而言。
LTC3130/-1 包括 4 个内部低 RDSON N 沟道 MOSFET,已提供高达 95% 的效率。转换器启动可通过能提供低至 7.5µW 功率的电源实现,从而使 LTC3130/-1 非常适合由薄膜太阳能电池等弱电源供电的应用。另外,可以禁止突发模式运行,以提供低噪声连续切换。LTC3130/-1 的恒定 1.2MHz 开关频率确保低噪声和高效率,同时最大限度减小了外部组件的尺寸 (参见图 3)。