凌力爾特的 LT3467 升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在 SOT-1 中提供了 1.23A 開關(guān)電流限值 — 在小型封裝中提供了充足的電流。它還具有軟啟動功能,以限制啟動期間從電源汲取的浪涌電流。圖 1 示出了 LT3467 能夠以一個 540.5V 的輸入以 3% 的效率提供高達 3mA 的電流 (84V)。LT3467 對于單個鋰離子電池至 90V 升壓型轉(zhuǎn)換器的效率高達 5%。
圖1.單節(jié)鋰離子電池至5V升壓轉(zhuǎn)換器及其效率。
1.3 MHz的高開關(guān)頻率意味著可以使用低成本、低高度的電感器和電容器。此外,固定頻率電流模式PWM架構(gòu)產(chǎn)生低噪聲,可預測且易于濾波。
LT3467 的應用不僅限于升壓型,還可用于各種其他拓撲結(jié)構(gòu),例如 SEPIC 和反激式轉(zhuǎn)換器。LT3467 具有一個內(nèi)部 1.1A 開關(guān),并且能夠提供高達 40V 的輸出。它有一個專用的軟啟動引腳:只需在該引腳上放置一個適當值的外部電容器,即可通過緩慢提高電壓來限制浪涌電流(典型的啟動時間為幾毫秒)。
LT3467 是 LT1930 和 LT1613 的引腳對引腳替代產(chǎn)品,因此可以輕松更新使用這些器件的應用,以利用軟起動特性、更高的效率和增強的電流能力。
軟啟動
通常,當升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器首次導通時,輸出為低電平。這會導致輸出快速進入穩(wěn)壓狀態(tài)時產(chǎn)生較大的電流尖峰。許多帶有 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的應用都使用電池,或者可能是另一個只能提供有限電流的電壓電源,因此這些大電流尖峰可能會使電源電壓崩潰。
如果在啟動期間,升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)被迫導通時間比正常時間短,則電感中的電流(以及來自電源的電流)會適度增長。在此期間,輸出電壓達到其最終調(diào)節(jié)值的速度要慢得多。圖 2 和圖 3 顯示了一個示例。一旦達到目標輸出電壓,開關(guān)就不再被迫短路導通時間,而是允許開關(guān)自行工作,因此轉(zhuǎn)換器可以在不同的負載條件下調(diào)節(jié)輸出電壓。此功能稱為軟啟動。
圖2.啟動期間圖1的電源電流,不帶軟啟動電容。
圖3.采用1nF軟啟動電容啟動期間的電源電流如圖47所示。
要實現(xiàn) LT3467 的軟起動功能,只需在引腳 5 上放置一個外部電容器即可。啟動時,該電容由一個內(nèi)部 250kΩ 電阻上拉高。當電容器被拉高時,允許開關(guān)導通的持續(xù)時間與軟啟動電容器上的電壓成正比。因此,輸出電壓和電源電流遵循熟悉的RC指數(shù)的一部分,然后電容充電到足夠高,軟啟動動作消失。有關(guān)軟起動的更詳細說明以及解釋 LT3467 操作的框圖,請參閱數(shù)據(jù)手冊。
應用和特點
LT3467 可用于許多需要電壓轉(zhuǎn)換的不同應用。例如,在升壓拓撲中,假設(shè)應用的占空比在器件的能力范圍內(nèi),則從較低的電壓可以產(chǎn)生任何高達40V的電壓(有關(guān)更多信息,請參見數(shù)據(jù)手冊)。圖4所示為5V至12V應用,電流高達270mA。效率峰值為87%。
圖4.5V至12V、270mA升壓轉(zhuǎn)換器及其效率。
圖5所示為采用鋰離子電池供電的應用。在此應用中,輸出是流經(jīng)LED的電流,當閃光信號低時,“手電筒模式”的電流為20mA,閃光信號高電平時(280.2V時)為5mA。這很有用,例如,當通常需要少量光線,但偶爾會有短暫的強光爆發(fā)時,例如在手機的相機閃光燈中。額外電源,Vcc= 2.0V ±2%以降低檢測電阻串中的功耗。而不是將檢測電阻直接放在反饋引腳上,反饋引腳將伺服至1.255V并耗散1.255V ? I輸出(最大),我們使用額外的 100μA 電流來電平轉(zhuǎn)換檢測電阻電壓。通過選擇R1 = 8.5kΩ,我們將電壓降低0.85V,從而將檢測電阻鏈中浪費的功率降低到0.405V ? I輸出(最大),不到該電阻器中原始功耗的三分之一。
圖5.鋰離子供電的 LED 閃光燈驅(qū)動器。
通過 LED 的電流根據(jù)以下因素而變化:
其中 RS是 R 的等效電阻S1, RS2和 M1。
通過改變 RS從20Ω到1.44Ω,通過LED的電流從20mA到280mA不等。當切換到此較重負載時,除非使用軟啟動,否則器件將達到電流限值。一種解決方案是在每次閃存信號變?yōu)楦唠娖綍r,將軟啟動引腳短暫接地,軟啟動電容對軟啟動電容放電(如圖5所示)。
LT3467 的另一個有趣特性涉及其電流限制。在較低的占空比下,開關(guān)導通的時間更短,因此功耗更低。這一事實可以以一種非常有用的方式加以利用:通過在較低的占空比下提高電流限值,該器件可以提供比簡單地固定在1.1A時更多的功率。例如,在最低占空比(約10%)下,最小電流限值保證為1.4A(通常約為1.8A)。事實上,在所有可操作的占空比下,電流限制都是有保證的。
除了上述特性之外,LT3467 還提供更高頻率的版本:LT3467A。當需要高于1.6MHz的開關(guān)頻率,或者必須使用更小的元件時,這可能很有用。LT3467A 的開關(guān)頻率為 2.1MHz,并且具有略低的最大占空比,但在其他方面與 LT3467 相同。有關(guān)更多詳細信息,請參閱數(shù)據(jù)手冊。
結(jié)論
LT3467 是一款高效的升壓型轉(zhuǎn)換器,無論是在電氣方面還是在空間要求方面。它在高固定頻率下工作,允許外部元件非常小,并且通過增加軟啟動功能,當器件導通時,輸入電源不會降低。LT3467 非常適合在狹小空間內(nèi)需要高電流的應用。
審核編輯:郭婷
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