Преобразователь LT3440

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Преобразователи

Опубликовано: 26.03.2017 12:50

Просмотров: 2891

Подготовили П. Бобонич, Э. Бобонич, г. Ужгород PA 3-4'2010
Для современных приборов важно иметь стабилизированное питание. Проблема возникает, когда напряжение питания может изменяться от +5,5 до +2,5 В при длительной эксплуатации аккумуляторов или батарей. Особенно это критично, когда питание осуществляется от аккумуляторов, в которых сначала нормальное напряжение, а по истечении времени оно снижается до малых значений.

В портативных приборах входное напряжение от одной литий-ионной батареи может, как правило, изменяться от 4,2 до 2,5 В в конце срока эксплуатации. Этим усложняется обеспечение приборов напряжением от такого аккумулятора. В этом случае для стабилизации напряжения невозможно применить никакой конвертор, ни повышающий, ни понижающий. Использование импульсных трансформаторов не решает проблему. Такая технология не применима для малогабаритного исполнения приборов, поскольку увеличиваются размеры прибора и стоимость используемых дополнительных компонентов. Однако имеется еще один недостаток - низкая эффективность работы таких преобразователей.
Фирма Linear Technology разработала новый LTC3440 Buck-Boost конвертер [1]. обеспечивающий компактное решение с высокой эффективностью, который снижает стоимость приборов в разрабатываемых изделиях и увеличивает время автономной работы, а также экономит ресурсы. Микросхема LTC3440 позволяет осуществить преобразование выходного напряжения и повысить его стабильность при любом соотношении напряжений на входе и выходе.
Фирма запатентовала технологию контроля и регулирования выходного напряжения с повышением, понижением или равным по напряжению входного источника (патенты США №6404251 и №6166527) КПД преобразователя достигает более 90% на весь диапазон напряжения батареи без использования диодов Шотки.
Микросхема LTC3440 включает в себя два n-канальных MOSFET с сопротивлением в открытом состоянии 0,10 Ом и два р-канальных MOSFET с сопротивлением в открытом состоянии 0,22 Ом (рис.1)

Рабочая частота LTC3440 может быть запрограммирована с 300 кГц до 2 МГц путем изменения сопротивления резистора Частота преобразования до 2 МГц устанавливается с по мощью внешнего резистора и может быть синхронизирована внешним сигналом. К преобразователю можно подключить внешний таймер. Во время запуска скорость изменения выходного напряжения плавно контролируется внешними компонентами запуска. Имеется тепловая защита и ограничение тока. Ток потребления преобразователя на LTC3440 составляет всего 25 мкА. Это позволяет увеличить время работы от автономного источника питания. В состоянии покоя (режим Shutdown) ток потребления менее 1 мкА.
Микросхема идеально подходит для применения в портативных приборах, потребляющих меньше 2 Вт выходной мощности.
Рабочая частота схемы запрограммирована на 1 МГц с мягким стартом.
На рис.2 показана схема для получения напряжения 3,3 В с током 600 мА от одной литиевой батареи, напряжение которой в течение эксплуатации может изменяться от 4,2 В до 2,7 В.

Конденсаторы должны быть керамическими (значения показаны на рис.2). Кривые эффективности по сравнению с током нагрузки для литий-ионного аккумулятора показаны на рис.3.

Микросхемой можно регулировать выходное напряжение выше или ниже либо равным напряжению батареи с поддержкой максимальной мощности в течение срока эксплуатации аккумулятора. На рис.4 показана эффективность преобразования выходного напряжения при различных входных напряжениях Частота генератора 1,5 МГц.

На рис.5 показана рекомендуемая плата с расположением компонентов,

на рис.6 - схема с выходным напряжением в 3,3 В с током 600 мА.

Если необходимо напряжение не 3,3 В, а 5 В, то можно воспользоваться схемой, показанной на рис.6. Входное напряжение порядка 5 В от трех батареек. Схема предусматривает как фиксированную частоту, так и от внешнего источника сигналов. Данные по переключению частоты показаны на рис.7.

Ток на выходе преобразователя составляет 300 мА
Если литий-ионные батареи имеют толщину менее 1,1 мм (соответственно, они имеют малую мощность), то можно воспользоваться схемой, показанной на рис.8.

В этом случае можно получить напряжение 3,3 В с током 200 мА.
Для нового 3-го поколения (3G) сотовых телефонов необходимы высокие скорости передачи данных. Максимальная эффективность использования связана с постоянством напряжения на разработанных устройствах при некотором уменьшении напряжения аккумуляторов. На рис.9 показана схема 2 Вт усилителя с питанием для WCDM телефонов.

Применение микросхемы LTC3440 дает возможность получить регулируемое выходное напряжение от 0,4 до 5 В. Для проектировщиков аппаратуры GSM Modem с USB или PCMCIA
(от 2,5 до 5,5 В), на выходе которых должно быть 3,3 В с током 2 А (импульсного), рекомендуется схема на рис.10.

Микросхема LTC3440 поставляется в миниатюрных корпусах MSSOP10 и DFN10.
Литература
1. LTC3440 Mlcropower Synchronous Buck-BOOST DC/DC Converter. - www.clinaelite.com/ pdf/LTC3440.pdf