新的超低 IQ 降压-升压型转换器如何超越传统供电方案？

使用可在非常低输入电压时运行的降压-升压型转换器，能够更好地满足一些采用超级电容器的备份应用之需求。例如，一组电容器 (超级电容器、电解质电容器等) 被充电至某个电压值。如果电源失效，那么下游的降压-升压型转换器就可以保持输出稳定，因为该转换器具有允许使用电容器全部能量的优势。这就可以减少应用所需的电容量 (减小电容值和电路板面积)。不过，较新式的转换器仍然需要 2.xV 输入电压才能运行。因此，用户如果想从一个低于 2.xV 的输入获得功率，需要运用一些技巧 (反向馈送等)。很多 DC/DC 转换器做不到这一点。

幸运的是，凌力尔特的降压-升压型转换器产品解决了很多这类问题。就输入要求达到 40V 的情况而言，LTC3115-1/-2 和 LTC3114-1 非常适合。输入电压高达 15V 时，可以使用 LTC3111、LTC3112 和超低静态电流 LTC3129。不久的将来，LTC311x 系列产品将使输入电压能力扩展至 18V，并在降压模式支持 5A 输出电流。然而，业界仍然存在一个尚未弥合的差距，即可与 12V/24V 系统兼容同时提供高达 600mA 的适度输出电流、能够在启动后以低压运行并具备超低静态电流的降压-升压型 DC/DC 转换器。

新的超低 I_Q 降压-升压型转换器

显然，解决上述这些问题的降压-升压型解决方案应该具备以下特性：

• 在很宽的输入 / 输出电压范围内运行
• 能够提供充足的输出电流
• 超低 I_Q
• 低输出噪声/纹波
• 以高效率运行
• 以升压模式运行时，输出断接
• 需要最少的外部组件，易于设计
• 出色的热性能

为了满足这些需求，凌力尔特不久前推出了 LTC3130 和 LTC3130-1。这些输入和输出额定值为 25V 的单片同步降压-升压型转换器在降压模式能够提供高达 600mA 输出电流，同时具备极低的 1.2µA 无负载静态电流 (参见图 1)。每个器件都提供 2.4V 至 25V 输入电压范围和 1V 至 25V 输出电压范围 (LTC3130 是可调的，参见图 2)，并在输入高于、低于或等于输出时提供稳定的输出。一旦启动，这些器件的典型输入电压要求仅为 0.6V。用户可选的突发模式 (Burst Mode) 运行将静态电流降至仅为 1.2µA，从而提高了轻负载时的效率，并延长了电池运行时间。LTC3130/-1 专有的降压-升压型拓扑在所有工作模式下都提供低噪声、无抖动开关，非常适合对电源噪声敏感的 RF 及高精度模拟应用。这些器件还包括可编程最大功率点控制 (MPPC) 功能，从而确保从光伏电池等非理想电源提供最大功率。LTC3130 的所有功能 LTC3130-1 都提供，但 LTC3130-1 提供 4 个用户可选的固定输出电压：1.8V、3.3V、5V 和 12V，从而无需电阻器分压器就可实现可调输出版本 (参见表 1)。

图 1：LTC3130 的典型应用原理图和功能

图 2：LTC3130 的 V_OUT 反馈分压器方程和原理图

表 1：LTC3130-1 的 V_OUT 编程设定值

LTC3130/-1 有充足的电压裕度，可应对 1 至 6 节串联锂电池输入系统和可能遭遇大的噪声尖峰的标称 12V 系统，以及能够为 24V 传感器供电。有保证的最低 660mA 电感器电流限制提供升压模式输出电流能力，尤其是对必须用 3.3V、5V 或电池等低输入电压运行的 24V 传感器而言。

LTC3130/-1 包括 4 个内部低 R_DSON N 沟道 MOSFET，已提供高达 95% 的效率。转换器启动可通过能提供低至 7.5µW 功率的电源实现，从而使 LTC3130/-1 非常适合由薄膜太阳能电池等弱电源供电的应用。另外，可以禁止突发模式运行，以提供低噪声连续切换。LTC3130/-1 的恒定 1.2MHz 开关频率确保低噪声和高效率，同时最大限度减小了外部组件的尺寸 (参见图 3)。

图 3：在 14.4V_IN 至 12V_OUT、200mA 时，LTC3130/-1 的效率为 94%

内置环路补偿和软启动减少了外部组件数量并简化了设计。其他特点包括一个电源良好指示器、引脚可选电流限制、一个准确的 RUN 引脚门限、一个外部 V_CC 输入和过热停机。器件兼具纤巧的外部组件、很宽的工作电压范围、紧凑的封装和超低静态电流特色，非常适合始终保持接通应用，因为在这类应用中，延长电池运行时间最重要。应用包括长寿命电池供电的仪器、便携式军用无线电、低功率传感器和太阳能电池板后稳压器 / 充电器电路。