升压/降压电荷泵DC/DC转换器可提供高达2mA的电流

星星科技指导员 2023-03-21 1002

描述

各种手持式和便携式应用均由锂离子电池或 AA 电池供电。单节锂离子电池（2.7V–4.2V）或 2 节 AA 电池（1.8V–3.0V）的宽输入电压范围需要能够升压或降压输入电压的 DC/DC 转换器，以提供固定输出电压，例如 3.3V 或 2.5V。新型 LTC3240 升压 / 降压型 DC/DC 转换器非常适合此类应用，并能采用纤巧型 150 引脚 6mm ×2mm DFN 封装提供高达 2mA 的电流。

对于大于稳压输出电压的输入电压，LTC3240 可用作一款低压差稳压器。当输入电压减小到调节输出电压的大约 150mV 以内时，LTC3240 自动切换到升压模式。在升压模式下，LTC3240 用作一个恒定频率（1.2MHz）倍压充电泵。LTC3240 仅需三个纤巧型外部陶瓷电容器即可实现超小的应用占板面积。

LTC3240 具有低无负载工作电流（典型值为 65μA）和超低停机电流（<1μA）。内置软启动电路可防止启动期间出现过大的浪涌电流。热关断和限流电路允许器件承受连续输出短路。

锂离子电池或三节 AA 电池输入至 3.3V 输出的应用

LTC3240-3.3的典型应用电路如图2所示。输入可以是单个锂离子电池或三个 AA 电池。图3显示了负载电流为30mA时整个输入电压范围内的输出电压变化。

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图2.从电池电压调节3.3V。

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图3.输出电压与输入电压的关系（全范围）。

新电池或充电电池从其最高端电压开始。当电池放电时，其端电压继续下降，直到下一次充电。LTC3240 通过在大部分电池寿命内继续以降压型（LDO 模式）工作来优化输出效率。当电池电压足够低时，它会自动切换到电荷泵模式，以便在下一个充电周期之前从电池中挤出最大能量。图 4 示出了 LTC3240-3.3 的效率与输入电压的关系。

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图4.效率与输入电压的关系（LTC3240-3.3）。

在升压（充电泵）模式下，LTC3240 采用一种独特的架构来优化每个时钟周期内传递到输出的电荷，从而最大限度地减小输出纹波。该器件仅需一个 4.7μF、0603 尺寸的陶瓷电容器即可在 32mA 电流下获得 1mV 的最大纹波电压（3.3V 输出为 <150%）（见图 5）。

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图5.输出电压纹波（LTC3240-3.3）。

为了延长轻负载下的电池寿命，在电荷泵模式下，该器件以高效率突发模式工作。在这种情况下，LTC3240 在几个周期内提供极少量的充电，然后进入一种低电流状态，直到输出降至低到需要另一次突发充电。

结论

LTC®3240 升压 / 降压型充电泵 DC/DC 转换器采用小型 150 引脚 6mm × 2mm DFN 封装，可在一个宽输入电压范围内提供高达 2mA 电流的固定稳压输出电压。它非常适合在空间受限的应用（如电池供电的手持电子设备）中进行高效的 DC/DC 转换。

审核编辑：郭婷

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