针对特定需求而设计的单片式DC/DC转换器

Joshua Moore

现代电子产品所需的大量电源轨已普及使用紧凑、易于使用的单片式 DC/DC 转换器，例如 LT3580 升压 / 反相转换器。LT8580、LT8570 和 LT8570-1 以 LT3580 的成功为基础，将开关电压提高至 65V，将输入电压提高至 40V，同时保留特性和引脚兼容性。 LT8580 包括一个 65V、1A 电源开关，而 LT8570 和 LT8570-1 分别将开关电流限值降至 0.5A 和 0.25A。各种电流选项可实现应用优化——针对特定需求而设计的单片式转换器可能比专为更大负载电流而设计的单片式转换器更小、更高效。针对电流限制的优化尺寸有助于在短路或故障时限制输入和输出电流。

除了新的选项之外，该系列中的所有器件 — LT3580、LT8580、LT8570 和 LT8570-1 — 均与引脚兼容。只需进行一些简单的组件更改，即可将相同的PCB布局用于各种应用，从而实现快速周转的设计更改和重用。LT8580、LT8570 和 LT8570-1 保留了 LT3580 的特性，例如针对正输出电压和负输出电压的单电阻器反馈、过热保护、频率折返和一个外部时钟输入引脚。而且，与 LT3580 一样，许多功能均可由用户调节，包括振荡器频率、软起动、UVLO 和输出电压。所有器件均采用耐热性能增强型 8 引脚 3mm ×3mm DFN 或 8 引脚 MSE 封装。

 

	LT3580	LT8570	LT8570-1	LT8580
输入范围	2.5V 至 32V	2.55V 至 40V	2.55V 至 40V	2.55V 至 40V
最大开关电压	42V	65V	65V	65V
最大开关电流	2A	1A	0.5A	0.25A
集成电源开关
频率折返
外部时钟输入
过温保护
正输出电压和负输出电压
单电阻反馈
Packages	8-Pin MSE	8-Pin MSE	8-Pin MSE	8 -Pin MSE

 

65V电源开关

LT8580 / LT8570 / LT8570-1 集成了一个内部 65V 电源开关，适用于具有高输入和输出电压的应用。此外，V在能够处理高达 40V 的电压。这可以大大简化应用程序。例如，图 1 示出了利用 LT48 创建一个 3580V 输出所需的电路;LT8570的65V开关简化了图2中的电路。

图1.LT3580 配置为 48V 输出。

图2.LT8570 配置为 48V 输出。

用户可配置性

LT8580、LT8570 和 LT8570-1 包括许多配置选项。振荡器频率可在 200kHz 至 1.5MHz 范围内调节。虽然较低的开关频率往往效率更高，但较高的开关频率提供更小的解决方案尺寸。此外，振荡器频率的选择可能有助于避免对敏感RF电路的干扰。

另一个配置选项是欠压锁定，对于大多数应用，只需一个 VIN 至 SHDN 电阻即可配置。这允许器件在以下情况下使用：源阻抗可能很高，源极可能缓慢斜坡上升，或者希望器件不会将源极放电到某个阈值以下。

最后一个配置选项是软启动。通过改变软启动电容器，用户可以调整电感电流的增加速率。电感电流增加得越快，启动期间输出上升得越快。然而，允许电感电流缓慢增加可降低输出电压过冲，并避免启动期间输入瞬态电流过大。

简单易用的输出电压配置

LT8580 / LT8570 / LT8570-1 上的 FBX 引脚使得设置反相和同相拓扑的输出电压变得容易。在这两种情况下，只需要一个从VOUT到FBX的电阻来设置输出电压——转换器拓扑决定了输出是正还是负。

升压转换器

升压拓扑产生的输出电压大于输入电压。由于升压型转换器是LT8580、LT8570和LT8570-1最简单的拓扑结构，因此它可以清楚地说明不同的电流限值如何影响解决方案尺寸。图 3 显示了 12V 输出升压型转换器中的 LT8580，图 4 显示了同一转换器中的 LT8570-1。请注意，两者之间唯一需要的显著电路变化是电感、输入电容和输出电容。这两种应用都使用伍尔特WE-LQS系列中的类似电感器，但LT8580需要5mm×5mm的电感器，而LT8570-1可以使用仅为3mm×3mm的电感器。这将电感占位面积从25mm2减小到9mm2。同时，高度从4毫米下降到1.5毫米。此外，如果 LT8580 需要 0805 尺寸电容器，则 LT8570-1 可以使用 0603 尺寸电容器。

图3.LT8580配置为5V输入至12V输出升压型转换器。

图4.LT8570-1 配置为一个 5V 输入至 12V 输出升压型转换器。

SEPIC转换器

SEPIC拓扑产生正电压，其中输入电压可能小于或大于输出电压。由于缺少从输入到输出的直流路径，它还提供输出断开，因此在转换器关闭时没有输出电压。输出断开使转换器在输出短路时能够抵抗损坏。图5中的应用显示了LT8580配置为在9V至16V的输入范围内产生12V电压，并且能够在VIN上承受40V瞬变。

图5.LT8580配置为9V–16V输入至12V输出SEPIC转换器。

双电感反相转换器

双电感反相拓扑从正输入电压产生负电压，该负电压可能大于或小于输出电压的大小。与 SEPIC 一样，此拓扑具有输出断开功能。此外，这种拓扑往往具有比升压或SEPIC更安静的输出，因为L2与输出串联。图6中的转换器显示了配置为具有−8580V输出的双电感反相转换器的LT15，图7显示了效率和功率损耗相对于负载的关系。

图6.LT8580配置为5V–40V输入至−15V输出双电感反相转换器。

图7.图6（带V）的效率和功率损耗在= 12V。

结论

广受欢迎的 LT3580 单片式升压 / 反相转换器加入了引脚兼容型 LT8580、LT8570 和 LT8570-1 转换器，后者增加了电流选项和更高的电压，同时保留了 LT3580 的特性。这些新选项为给定应用优化电源提供了额外的方法。根据预期负载，可以减小解决方案尺寸和零件数量。通过保持引脚兼容性，LT3580、LT8580、LT8570 和 LT8570-1 系列器件内的转换变得容易，从而实现简单的设计更改和 PCB 重用。

审核编辑：郭婷