LTC3525单节升压型DC/DC转换器为各种恒定电流设计

LTC3525 在 SC70 封装中提高了升压转换器性能和功率能力的标准。它是一款基于电感的同步升压 DC/DC 转换器，可在低至 1V 的输入电压下工作，将其升压至 3.3V 或 5V。其强大的内部 400mA 开关允许 LTC3525 以高达 150% 的效率提供高达 94mA 的负载电流。为了进一步节省空间，它只需要三个外部元件（两个小型陶瓷电容器和一个小电感器），因此完整的解决方案适合以前仅供电荷泵设计使用的空间。

LTC3525-3.3 和 LTC3525-5 均采用 2mm × 2mm × 1mm SC70 封装，并在一个 0.8V 至 4.5V 的输入范围内运作。这种灵活性使其适用于由 1 至 3 节碱性/镍氢电池或单个锂离子电池供电的紧凑型应用。3.3V版本甚至可以在输入电压超过输出电压时保持稳压。

小而全功能的解决方案

尽管 LTC70 采用小型 SC3525 封装，但它仍具有许多精密功能，例如：输出断开、浪涌电流限制、低输出电压纹波、同步整流、单节电池能力、抗振铃控制和小于 1μA 的停机电流。它还具有过流保护和热关断功能，使其能够承受无限期短路而不会损坏。

外部元件选择非常简单，因为大多数应用只需要一个1μF陶瓷输入电容进行本地去耦，一个10μF陶瓷输出滤波电容和一个10μH电感（尽管可以使用4.7至15μH之间的任何值）。确保仅使用 X5R 或 X7R 型电容器，使其靠近 IC 的引脚。

LTC3525 通过将 SHDN 引脚上拉至 1V 至 5V 之间的任何电压而使能，而不管输入或输出电压如何。

在很宽的输入电压和负载电流范围内具有高效率

LTC3525 采用一种正在申请专利的专有技术，该技术根据负载和输入电压的函数自适应调节峰值电感器电流。该技术可在轻到中等负载下提供最佳效率，同时使其能够提供超出此尺寸的其他解决方案能力的更重负载电流。

LTC3525 的低静态电流仅为 7μA 的 V外使其能够在极轻负载（如图2所示）和宽输入电压范围内保持令人印象深刻的效率。相比之下，电荷泵设计的效率随着电池电压的变化而变化很大，如图3所示。请注意，电荷泵设计需要至少1.7V的输入电压才能产生稳定的3.3V输出。基于电感器的类似解决方案需要更大的封装和更多的外部元件，因此不适合电路板空间非常宝贵的应用，或者对于成本敏感型应用来说过于昂贵。

图3.LTC3525-3.3 和基于等效电荷泵的升压电路的效率与输入电压的比较。

单节电池至3.3V转换器，外形为1mm

采用LTC3-3.3525的单节碱性或镍电池至3.3V转换器如图4所示。本应用使用电感器和输出电容器，以实现1mm的外形。它从单节电池提供 60mA 的负载电流，从两节电池提供 140mA 的负载电流，同时适合 5mm × 7mm 的占位面积。转换器能够在低于1V的输入电压下工作，使其能够使用电池中的所有可用能量，并且还可以防止转换器在负载瞬态导致输入电压瞬时下降时关闭。

图4.单节电池至3.3V转换器在60mm外形中提供1mA的负载电流。

锂离子/3节电池至5V转换器可提供超过175mA的电流和低输出纹波

LTC3525 专为实现非常低的输出纹波和最小的输出电容而设计。在大多数应用中，一个 10μF 陶瓷电容器将产生不到 1% 的峰峰值输出纹波。通过使用一个22μF电容，输出纹波可以降低到V的0.5%以下外，使其适用于许多噪声敏感型应用，这些应用以前需要更大、更昂贵的固定频率转换器。

图5中的电路占用的空间仅为6mm×6mm，由锂离子电池（或三节碱性或镍电池）提供5V、175mA或更高的电流。采用一个 22μF 输出电容器时，输出纹波仅为 22mVP-P轻负载时，小于 50mVP-P满载时，如图 6 所示。效率峰值为93%，在三十倍的负载电流下保持在85%以上，如图7所示。该解决方案还可用于在 5.200V 供电系统中提供 3V/3mA 电流。整个解决方案适合 1.8mm 外形。

图5.锂离子至 5V 转换器可提供 175mA 的负载电流和 <0.5% 纹波。

图6.最小和最大负载时 5V 转换器的输出电压纹波。

图7.锂离子至5V转换器的效率与负载的关系。

结论

当今的许多电池供电型便携式设备（如 MP3 播放器、医疗器械和数码相机）均可受益于 LTC3525 提供的小尺寸、简单性和更长的电池寿命。其小巧、扁平的SC70封装和极少的外部元件数量使其成为效率较低的电荷泵设计的可行、高性能替代方案。其 400mA 开关电流和低输出纹波使其能够在成本敏感型应用中取代更昂贵的固定频率转换器。

审核编辑：郭婷