1.1A升压在纤巧型ThinSOT封装中提供软启动能力

描述

凌力尔特的 LT3467 升压型 DC/DC 转换器在 SOT-1 中提供了 1.23A 开关电流限值 — 在小型封装中提供了充足的电流。它还具有软启动功能,以限制启动期间从电源汲取的浪涌电流。图 1 示出了 LT3467 能够以一个 540.5V 的输入以 3% 的效率提供高达 3mA 的电流 (84V)。LT3467 对于单个锂离子电池至 90V 升压型转换器的效率高达 5%。

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图1.单节锂离子电池至5V升压转换器及其效率。

1.3 MHz的高开关频率意味着可以使用低成本、低高度的电感器和电容器。此外,固定频率电流模式PWM架构产生低噪声,可预测且易于滤波。

LT3467 的应用不仅限于升压型,还可用于各种其他拓扑结构,例如 SEPIC 和反激式转换器。LT3467 具有一个内部 1.1A 开关,并且能够提供高达 40V 的输出。它有一个专用的软启动引脚:只需在该引脚上放置一个适当值的外部电容器,即可通过缓慢提高电压来限制浪涌电流(典型的启动时间为几毫秒)。

LT3467 是 LT1930 和 LT1613 的引脚对引脚替代产品,因此可以轻松更新使用这些器件的应用,以利用软起动特性、更高的效率和增强的电流能力。

软启动

通常,当升压型 DC/DC 转换器首次导通时,输出为低电平。这会导致输出快速进入稳压状态时产生较大的电流尖峰。许多带有 DC/DC 转换器的应用都使用电池,或者可能是另一个只能提供有限电流的电压电源,因此这些大电流尖峰可能会使电源电压崩溃。

如果在启动期间,升压型DC/DC转换器的开关被迫导通时间比正常时间短,则电感中的电流(以及来自电源的电流)会适度增长。在此期间,输出电压达到其最终调节值的速度要慢得多。图 2 和图 3 显示了一个示例。一旦达到目标输出电压,开关就不再被迫短路导通时间,而是允许开关自行工作,因此转换器可以在不同的负载条件下调节输出电压。此功能称为软启动。

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图2.启动期间图1的电源电流,不带软启动电容。

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图3.采用1nF软启动电容启动期间的电源电流如图47所示。

要实现 LT3467 的软起动功能,只需在引脚 5 上放置一个外部电容器即可。启动时,该电容由一个内部 250kΩ 电阻上拉高。当电容器被拉高时,允许开关导通的持续时间与软启动电容器上的电压成正比。因此,输出电压和电源电流遵循熟悉的RC指数的一部分,然后电容充电到足够高,软启动动作消失。有关软起动的更详细说明以及解释 LT3467 操作的框图,请参阅数据手册。

应用和特点

LT3467 可用于许多需要电压转换的不同应用。例如,在升压拓扑中,假设应用的占空比在器件的能力范围内,则从较低的电压可以产生任何高达40V的电压(有关更多信息,请参见数据手册)。图4所示为5V至12V应用,电流高达270mA。效率峰值为87%。

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图4.5V至12V、270mA升压转换器及其效率。

图5所示为采用锂离子电池供电的应用。在此应用中,输出是流经LED的电流,当闪光信号低时,“手电筒模式”的电流为20mA,闪光信号高电平时(280.2V时)为5mA。这很有用,例如,当通常需要少量光线,但偶尔会有短暂的强光爆发时,例如在手机的相机闪光灯中。额外电源,Vcc= 2.0V ±2%以降低检测电阻串中的功耗。而不是将检测电阻直接放在反馈引脚上,反馈引脚将伺服至1.255V并耗散1.255V • I输出(最大),我们使用额外的 100μA 电流来电平转换检测电阻电压。通过选择R1 = 8.5kΩ,我们将电压降低0.85V,从而将检测电阻链中浪费的功率降低到0.405V • I输出(最大),不到该电阻器中原始功耗的三分之一。

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图5.锂离子供电的 LED 闪光灯驱动器。

通过 LED 的电流根据以下因素而变化:

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其中 RS是 R 的等效电阻S1, RS2和 M1。

通过改变 RS从20Ω到1.44Ω,通过LED的电流从20mA到280mA不等。当切换到此较重负载时,除非使用软启动,否则器件将达到电流限值。一种解决方案是在每次闪存信号变为高电平时,将软启动引脚短暂接地,软启动电容对软启动电容放电(如图5所示)。

LT3467 的另一个有趣特性涉及其电流限制。在较低的占空比下,开关导通的时间更短,因此功耗更低。这一事实可以以一种非常有用的方式加以利用:通过在较低的占空比下提高电流限值,该器件可以提供比简单地固定在1.1A时更多的功率。例如,在最低占空比(约10%)下,最小电流限值保证为1.4A(通常约为1.8A)。事实上,在所有可操作的占空比下,电流限制都是有保证的。

除了上述特性之外,LT3467 还提供更高频率的版本:LT3467A。当需要高于1.6MHz的开关频率,或者必须使用更小的元件时,这可能很有用。LT3467A 的开关频率为 2.1MHz,并且具有略低的最大占空比,但在其他方面与 LT3467 相同。有关更多详细信息,请参阅数据手册。

结论

LT3467 是一款高效的升压型转换器,无论是在电气方面还是在空间要求方面。它在高固定频率下工作,允许外部元件非常小,并且通过增加软启动功能,当器件导通时,输入电源不会降低。LT3467 非常适合在狭小空间内需要高电流的应用。

审核编辑:郭婷

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