Высокоэффективный 100-миллиамперный синхронный понижающий преобразователь с диапазоном входных напряжений от 4 В до 150 В

Linear Technology LTC3639

Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2014

Charlie Zhao, Linear Technology

Design Note 532

Введение

Широкий диапазон входных напряжений понижающего DC/DC преобразователя LTC3639 позволяет разработчикам устройств автоэлектроники, авионики и систем и распределенного питания

  • соблюдать все требования к переходным характеристикам;
  • конструировать многовходовые источники питания с большим разбросом входных напряжений, такие, например, где наряду с источником высокого постоянного напряжения используется низковольтная резервная батарея;
  • создавать универсальные источники питания, чтобы, сократив ассортимент складских запасов, снизить затраты на разработку и производство.

Благодаря интегрированным мощным MOSFET верхнего и нижнего плеча удалось достичь весьма высокого КПД микросхемы LTC3639. Преобразователь имеет программируемый порог ограничения тока и может отдавать в нагрузку до 100 мА. Диапазон его выходных напряжений очень широк, и, начинаясь от минимального значения 0.8 В, в максимуме равняется входному напряжению. Внутренний MOSFET верхнего плеча может работать при коэффициенте заполнения 100%, что и позволяет получать сверхмалые уровни на выходе. Высокая эффективность микросхемы обеспечивается в широких диапазонах входных и выходных напряжений. Необходимо отметить также наличие пульсирующего режима работы и низкий собственный ток потребления преобразователя. Микросхема исключительно проста в использовании благодаря тому, что цепь петли обратной связи обладает внутренней устойчивостью, изначально присущей схемам с гистерезисной архитектурой.

Понижающий преобразователь с входным напряжением от 4 В до 150 В, выходным напряжением 3.3 В и выходным током 100 мА

Высокоэффективный 100-миллиамперный синхронный понижающий преобразователь с диапазоном входных напряжений от 4 В до 150 В
Рисунок 1. Синхронный понижающий преобразователь с входным
напряжением от 4 В до 150 В, выходным напряжением
3.3 В и выходным током 100 мА.

На Рисунке 1 изображена схема синхронного понижающего преобразователя с выходным напряжением 3.3 В, максимальным током нагрузки 100 мА и очень широким диапазоном входных напряжений от 4 В до 150 В. На выходе LTC3639 можно установить три фиксированных выходных напряжения: 1.8 В, 3.3 В и 5 В. Эти фиксированные напряжения формируются с помощью внутренних резистивных делителей и выбираются комбинацией напряжений на выводах VPRG1 и VPRG2. Например, для того, чтобы установить на выходе напряжение 3.3 В, вывод VPRG1 надо просто подключить к «земле», а VPRG2 – к контакту SS. Вывод VFB подключен к выходу напрямую, минуя резистивный делитель. Зависимость КПД преобразователя от тока нагрузки при различных входных напряжениях показана на Рисунке 2.

Высокоэффективный 100-миллиамперный синхронный понижающий преобразователь с диапазоном входных напряжений от 4 В до 150 В
Рисунок 2. Зависимость КПД от тока нагрузки для
преобразователя, изображенного на Рисунке 1.

Понижающий преобразователь с входным напряжением от 36 В до 72 В, выходным напряжением 24 В и выходным током 100 мА

Но выходе LTC3639 можно получить напряжение от 0.8 В до напряжения, равного входному. Помимо трех выбираемых фиксированных напряжений, с помощью внешнего резистивного делителя можно установить произвольное выходное напряжение. На Рисунке 3 приведен пример схемы синхронного понижающего преобразователя с выходным напряжением 24 В и током нагрузки 100 мА. Возможность программирования порогов блокировки позволила ограничить диапазон допустимых входных напряжений интервалом от 36 В до 72 В. Для этого достаточно, как это показано на Рисунке 3, включить резистивный делитель между выводами VIN, RUN и OVLO.

Высокоэффективный 100-миллиамперный синхронный понижающий преобразователь с диапазоном входных напряжений от 4 В до 150 В
Рисунок 3. Понижающий преобразователь с входным напряжением
от 36 В до 72 В, выходным напряжением 24 В и выходным
током 100 мА, защищенный от повышенного и
пониженного входного напряжения.

Приложения с отрицательным выходным напряжением

Высокоэффективный 100-миллиамперный синхронный понижающий преобразователь с диапазоном входных напряжений от 4 В до 150 В
Рисунок 4. Преобразователь входного положительного напряжения
4 … 150 В в отрицательное выходное напряжение –15 В.

Еще одним полезным применением LTC3639 может быть преобразование положительного напряжения в отрицательное. При этом выходное отрицательное напряжение по абсолютной величине даже может быть больше, чем можно получить в схеме с положительным выходным напряжением. На Рисунке 4 показана схемная реализация преобразователя входного напряжения 4 В … 135 В в напряжение –15 В. Поскольку выход схемы соединен с шиной земли, максимальное входное напряжение ограничено суммой 150 В и регулируемого выходного напряжения –15 В, то есть, равно 135 В. Максимальный выходной ток для LTC3639 в конфигурации преобразователя положительного напряжения в отрицательное приблизительно равен

 

Заключение

LTC3639 работает в очень широком диапазоне входных и выходных напряжений, содержит встроенные MOSFET, имеет низкий собственный ток потребления (1.4 мкА в режиме отключения и 12 мкА в спящем режиме) и обеспечивает высокий КПД в большом диапазоне токов нагрузки. Богатый набор возможностей микросхемы включает программируемый или настраиваемый выход, регулируемый порог ограничения тока, отсутствие необходимости в цепях коррекции, внутреннее или внешнее управление параметрами мягкого запуска, программируемые пороги блокировки при пониженном и повышенном входном напряжении. Миниатюрный корпус MSE со сниженным тепловым сопротивлением и простая схема включения позволяют создавать высококачественные, компактные и недорогие DC/DC преобразователи для устройств автоэлектроники, авионики, систем распределенного питания, медицинских приборов и средств управления технологическими процессами.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: High Efficiency 100 mA Synchronous Buck Converter with Wide Input Range from 4 V to 150 V

Цена LTC3639LTC3639 на РадиоЛоцман.Цены — от 286 до 590 руб.
17 предложений от 12 поставщиков
Conv DC-DC 4V to 150V Synchronous Step Down Single-Out 0.8V to 150V 0.1A Automotive 12-Pin MSOP EP T, RoHS: compliant
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ЭИКLinear TechnologyLTC3639EMSE#PBFот 286 руб.
ЭлитанAnalog DevicesLTC3639EMSE322 руб.
LifeElectronicsLinear TechnologyLTC3639HMSE#PBFпо запросу
ЭлектроПласт- ЕкатеринбургLinear TechnologyLTC3639MPMSE#PBFпо запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя