在典型的升壓轉(zhuǎn)換器架構(gòu)中，當(dāng)輸出低于輸入時(shí)（例如，在啟動(dòng)和關(guān)斷期間），電感和肖特基二極管或PMOS整流器的體二極管構(gòu)成從輸入到輸出的正向傳導(dǎo)路徑。因此，輸出電容通常在啟動(dòng)期間從輸入電源吸收大量浪涌電流。同樣，在停機(jī)模式中，輸出電容將輸出保持在等于輸入電源電壓減去正向二極管壓降的電位。

凌力爾特的LTC3429 通過消除通過同步 PMOS 開關(guān)的體二極管的任何正向傳導(dǎo)，解決了這兩個(gè)問題。這使得該器件能夠在關(guān)斷期間允許輸出電壓變?yōu)榱悖瑥亩粡妮斎腚娫次针娏鳎瑥亩鴮?shí)現(xiàn)輸出負(fù)載斷開。它還允許在啟動(dòng)時(shí)限制浪涌電流，從而最大限度地減少輸入電源看到的浪涌電流。

圖1.LTC3429 的開關(guān)配置。

特征

LTC?3429 是一款高效率 （高達(dá) 96%）、固定頻率、同步升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，具有真正的輸出負(fù)載斷開、軟起動(dòng)和自動(dòng)突發(fā)模式操作功能，采用扁平的 6 引腳 SOT-23 封裝。該器件具有 0.9V 至 4.4V 的寬輸入電壓范圍，輸出電壓范圍為 2.5V 至 5V，適合需要單節(jié)或雙節(jié) AA 電池或鋰離子電池輸出 3.3V 或 5V 的應(yīng)用。

圖2.2節(jié)電池至3.3V同步升壓轉(zhuǎn)換器。

圖3.電路的效率如圖2所示。

在 3.3V 輸出下，它能夠從單節(jié) AA 電池提供 100mA 電流，或從 250 節(jié) AA 電池提供 2mA 電流，使其成為便攜式電子產(chǎn)品的理想選擇。在輕負(fù)載條件下，LTC3429 自動(dòng)切換到突發(fā)模式操作，該操作僅吸收 20μA 的靜態(tài)電流。在停機(jī)模式中，該器件吸收的靜態(tài)電流小于 1μA，并將輸出與電源斷開。500kHz 的開關(guān)頻率允許使用纖巧、扁平的電感器和陶瓷電容器，從而最大限度地減小了整體解決方案的占板面積。此外，電流模式PWM控制環(huán)路的內(nèi)部補(bǔ)償減少了所需的外部元件數(shù)量，從而節(jié)省了關(guān)鍵的電路板空間。

低壓啟動(dòng)和軟啟動(dòng)

LTC3429 包括一個(gè)獨(dú)立的啟動(dòng)振蕩器，專為在低至 0.9V 的輸入電壓下啟動(dòng)而設(shè)計(jì)。此功能使其適用于使用單節(jié)電池的應(yīng)用。頻率和占空比在內(nèi)部分別設(shè)定為 150kHz 和 67%。在啟動(dòng)和正常模式操作期間提供軟啟動(dòng)和浪涌電流限制。一個(gè)內(nèi)部軟啟動(dòng)電容器在 850.1ms 的時(shí)間內(nèi)將峰值電感電流從零緩慢斜坡上升至最大值 5mA。一旦輸出電壓超過2.3V，啟動(dòng)電路被禁用，并啟動(dòng)正常的固定頻率PWM操作。在此模式下，LTC3429 獨(dú)立于輸入工作，從而延長了工作時(shí)間，因?yàn)殡姵乜梢韵陆档酱蠹s半伏，而不會(huì)影響輸出電壓調(diào)節(jié)。應(yīng)用中唯一的限制因素是電池為輸出提供足夠能量的能力。

輸出負(fù)載斷開和浪涌電流限制

LTC3429 包括將內(nèi)部 PMOS 整流器的 n 孔體切換至輸入電源或輸出的電路，具體取決于較高者 （參見圖 1）。因此，在啟動(dòng)和關(guān)斷期間，當(dāng)輸出電壓小于輸入電源時(shí)，n孔切換到輸入，使體二極管反向偏置。因此，在關(guān)斷時(shí)，沒有電流可以流向輸出，輸出電容可以完全放電至零。同樣，在啟動(dòng)期間，反向偏置體二極管可防止輸入電源通常出現(xiàn)的電流浪涌。

突發(fā)模式操作

便攜式設(shè)備經(jīng)常在低功耗或待機(jī)模式下花費(fèi)較長時(shí)間，只有在啟用特定功能時(shí)才切換到高功耗。為了延長這些類型產(chǎn)品的電池壽命，在寬輸出功率范圍內(nèi)保持高效率非常重要。LTC3429 提供了自動(dòng)突發(fā)模式操作，以在輕負(fù)載條件下提高電源轉(zhuǎn)換器的效率。如果輸出負(fù)載電流低于內(nèi)部編程的門限，則啟動(dòng)突發(fā)模式操作。在這種模式下，大部分器件關(guān)斷，靜態(tài)電流降至僅20μA。當(dāng)輸出電壓從其標(biāo)稱值下降約1%時(shí)，器件喚醒并開始正常的PWM操作。輸出電容進(jìn)行再充電，如果輸出負(fù)載保持小于突發(fā)模式閾值，則器件重新進(jìn)入空閑模式。這種間歇性PWM或突發(fā)操作的頻率與負(fù)載電流成正比;也就是說，當(dāng)負(fù)載電流進(jìn)一步下降到突發(fā)門限以下時(shí)，LTC3429 的導(dǎo)通頻率會(huì)降低。當(dāng)負(fù)載電流增加到超過突發(fā)門限時(shí)，LTC3429 可無縫地恢復(fù)連續(xù) PWM 操作。

審核編輯：郭婷