КПД нового синхронного понижающего регулятора Analog Devices достигает 96%

Analog Devices, недавно завершившая сделку по приобретению компании Linear Technology, выпустила новую микросхему LTC7103 – синхронный понижающий импульсный преобразователь с входным напряжением до 105 В и выходным током 2.3 А. Широкий диапазон входных напряжений от 4.4 В до 105 В, рассчитанный на непрерывную работу с высоковольтными источниками или с входными напряжениями, подверженными воздействию высоковольтных помех, делает ненужными внешние устройства подавления выбросов. Это означает, что LTC7103 является идеальной микросхемой для различных транспортных, промышленных и коммуникационных приложений, таких как автомобили с напряжением аккумулятора 48 В, 36…72-вольтовые телекоммуникационные системы, авионика и транспортные средства с двумя батареями.

Интегрированные в LTC7103 высокоэффективные силовые ключи рассчитаны на непрерывный выходной ток до 2.3 А. В LTC7103 реализована запатентованная технология, которая снижает электромагнитные излучения до ультранизких уровней и позволяет легко, без ущерба для эффективности и с большим запасом выполнить требования Класса 5 стандарта электромагнитной совместимости CISPR#25. КПД LTC7103 превышает 96% при стабилизации напряжения 12 В, и составляет не менее 90% при выходном напряжении 3.3 В. Для исключения излучений в чувствительных к помехам полосах частот рабочая частота может изменяться от 200 кГц до 2 МГц, или же может использоваться работающий в том же диапазоне внешний источник синхронизации, поддерживаемый внутренней петлей ФАПЧ микросхемы LTC7103.

Понижающий преобразователь с входным напряжением от 5 В до 105 В, выходным напряжением 5 В и максимальным током нагрузки 2.3 А.

В LTC7103 использована уникальная архитектура с фиксированной рабочей частотой и режимом управления по среднему выходному току. Этим обеспечивается быстрая реакция на переходные процессы с отличной устойчивостью контура управления, а также быстрое и точное программирование выходного тока и его контроль без использования внешнего токоизмерительного резистора. Ограничение тока с регулируемым порогом и сверхкрутым спадом характеристики делает LTC7103 хорошим компонентом для стабилизации тока, например, в схемах зарядки аккумуляторов или конденсаторов и в светодиодных источниках света.

Зависимость КПД от тока нагрузки.

Собственный ток потребления LTC7103 в режиме стабилизации выходного напряжения без нагрузки составляет всего 2 мкА, существенно увеличивая срок службы батарей в постоянно включенных приложениях. Режим генерации пачек (Burst Mode) обеспечивает высокий КПД и низкий уровень пульсаций при малых токах нагрузки. Еще большего снижения пульсаций можно добиться в режиме пропуска импульсов. Минимальное время включения 40 нс и максимальный коэффициент заполнения 100% позволяют установить любое значение выходного напряжения – от 1 В до входного напряжения. С помощью двух управляющих входов LTC7103 можно выбрать любое из восьми фиксированных выходных напряжений, включая все распространенные стандартные значения от 1.2 В до 15 В. Эти предварительно запрограммированные выходные напряжения сберегают место на печатной плате и снижают потребляемый схемой ток, так как не требуют внешнего резистивного делителя. Внутренние цепи частотной коррекции петли регулирования автоматически перестраиваются в соответствии с частотой переключения, обеспечивая наилучшее сочетание скорости и устойчивости.

DC2317A – демонстрационная плата синхронного понижающего регулятора с входным напряжением 105 В, выходным напряжением 5 В и выходным током 2.3 А.

В качестве альтернативы, параметры петли регулирования напряжения можно оптимизировать извне, используя преимущества архитектуры OPTI-LOOP. LTC7103 выпускаются в корпусе QFN-36(26) размером 5 мм × 6 мм со сниженным тепловым сопротивлением и дополнительными высоковольтными промежутками между выводами. Параметры промышленной версии – LTC7103IUHE – проверяются и гарантируются в диапазоне рабочих температур перехода от –40 °C до 125 °C. Высокотемпературная версия LTC7103HUHE рассчитана на диапазон температур перехода от –40 °C до 150 °C. И, наконец, высоконадежная версия LTC7103MPUHE работает при температуре перехода от –55 °C до 150 °C. Микросхемы всех версий имеются на складе. В партиях из 1000 штук цена одной микросхемы составляет $4.50.

Сводка основных характеристик LTC7103

• Широкий диапазон входных напряжений (V_IN): от 4.4 В до 105 В (абсолютный максимум – 110 В);
• Ультранизкий уровень электромагнитных излучений: соответствие Классу 5 стандарта CISPR#25;
• Собственный ток потребления 2 мкА при входном напряжении 48 В и выходном напряжении 3.3 В;
• Быстрое и точное программирование выходного тока и его контроль без внешнего токоизмерительного резистора;
• Сверхрезкий спад характеристики ограничения тока;
• Низкое минимальное время включения: 40 нс;
• Широкий диапазон выходных напряжений: от 1 В до V_IN;
• Работа с коэффициентом заполнения 100%;
• Программируемая фиксированная частота переключения: от 200 кГц до 2 МГц;
• Восемь фиксированных значений (от 1.2 до 15 В) выходного напряжения или регулируемое напряжение;
• Выбор при легких нагрузках между режимами пропуска импульсов и пульсирующим режимом;
• Синхронизируемый ФАПЧ внешний источник тактовой частоты;
• Внутренний LDO стабилизатор для питания микросхемы напряжениями от 3.3 В до 40 В;
• Два способа частотной коррекции: внутренняя фиксированная компенсация или адаптивная внешняя компенсация OPTI-LOOP;
• Защита от чрезмерного входного и выходного напряжения;
• Корпус QFN размером 5 мм × 6 мм со сниженным тепловым сопротивлением.