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具 1.3μA 超低静态电流的 15V 降压-升压型转换器

由于支持物联网的无线传感器激增,所以针对无线低功率设备而定制的小型、高效率电源转换器的需求也增大了。最新的 LTC3129 和 LTC3129-1 设计满足了这

因为支撑物联网的无线传感器激增,所以针对无线低功率设备而定制的小型、高功率电源转换器的需求也增大了。最新的 LTC3129 和 LTC3129-1 规划满意了这种需求。LTC3129 和 LTC3129-1 均是单片降压-升压型 DC/DC 转换器,输入电压规模为 2.42V 至 15V。LTC3129 的输出电压规模为 1.4V 至 15.75V,而 LTC3129-1 有 8 个引脚可选的固定输出电压 (在 1.8V 至 15V)。这两款器材在降压形式都供给了 200mA 最低输出电流。

LTC3129 和 LTC3129-1 在制止作业时电流为零 (VIN 和 VOUT 均为零),而当挑选省电的突发形式 (Burst Mode®) 作业时,VIN 的静态电流仅为 1.3µA,这些特色使低功率传感器十分获益,因而这两款器材十分合适微功率和能量搜集运用,在这类运用中,高功率和极轻负载是至关重要。这两款器材的降压-升压型架构使它们十分合适多种电源。

LTC3129 和 LTC3129-1 的其他要害特色包含固定 1.2MHz 作业频率、电流形式操控、内部环路补偿、主动突发形式作业或低噪声 PWM 形式作业、精确的 RUN 引脚门限以答应设定 UVLO 门限、电源杰出输出和 MPPC (最大功率点操控) 功能以从光伏电池供电时优化功率传送。

紧凑的 3mm x 3mm QFN 封装和高集成度使得 LTC3129 / LTC3129-1 在空间受限的运用中摆放更为简单。用这两款器材完结电源规划仅需求为数不多的几个外部组件和一个电感器,并且这些外部组件可以小至 2mm x 3mm。内部环路补偿进一步简化了规划流程。

3.3V 转换器靠室内光照条件用小型太阳能电池作业

图 1 电路运用了 LTC3129 和 LTC3129-1 共同的才能,可选用低至 7.5µW 的输入电源发动和运转,这使它们可以用小型 (不到 1 平方英寸) 低成本太阳能电池、靠不到 200 流明的室内光等级的光照作业。这使由室内光供电的无线传感器等运用得以完成,在这类运用中,因为作业时占空比十分低,所以 DC/DC 转换器有必要从十分低的可用功率支撑极低的均匀功率要求,一起尽或许少地耗费功率。

图 1:3.3V 太阳能供电的转换器靠室内光作业

为了完成这种低电流发动,LTC3129 和 LTC3129-1 仅汲取十分小的 2µA 电流 (停机时更小),直至满意以下 3 个条件停止:

lRUN 引脚电压有必要超越 1.22V (典型状况)

lVIN 引脚电压有必要超越 1.9V (典型状况)

lVCC 电压 (在内部靠 VIN 发生,不过也可以从外部供给) 有必要超越 2.25V (典型状况)

直至所有这 3 个条件都满意停止,该器材一直处于 “软停机” 或备用状况,仅汲取 2µA 电流。

这就答应功率弱小的输入源给输入存储电容器充电,直至电容器电压足够高以满意前述 3 个条件停止,这时,LTC3129 / LTC3129-1 开端切换,假如输入电容器存储了足够的能量,那么 VOUT 上升至安稳值。运用 RUN 引脚上的外部电阻分压器,输入电压可以设定为 2.4V 至 15V 之间的恣意值,在这个设定电压值上,该器材退出 UVLO 状况。RUN 引脚电流典型值低于 1nA,因而可以运用电阻值很大的电阻器,以最大极限下降 VIN 端汲取的电流。

在图 1 所示运用实例中,一旦转换器发动,存储在 CIN 中的能量就用来使 VOUT 进入安稳状况。假如 VOUT 的均匀功率需求低于太阳能电池供给的功率,那么 LTC3129 / LTC3129-1 就坚持突发形式作业,VOUT 坚持安稳状况。

假如均匀输出功率需求超越可用输入功率,那么 VIN 下降,直至到达 UVLO 停止,在这个点上,转换器从头进入软停机状况。也是在这个点上,VIN 开端再充电,然后答应周期重复。在这种打嗝形式作业中,VIN 迟滞地设定在大约 UVLO 点,在这实例中,VIN 纹波大约为 290mV。这个纹波是由 RUN 引脚的 100mV 迟滞设定的,由 UVLO 分压比而取得。

请注意,经过针对选定太阳能电池,将转换器的 UVLO 电压设定为 MPP (最大功率点) 电压 (典型状况下为 70% 至 80% 开路电压),太阳能电池可以一直接近最大功率传输电压作业 (除非均匀负载要求低于太阳能电池的功率输出,在这种状况下,VIN 上升,并坚持高于 UVLO 电压)。

为了进一步优化功率和消除不必要的 VOUT 负载,LTC3129 / LTC3129-1 在软发动或任何时候挑选了突发形式时都不从 VOUT 汲取电流。这避免了转换器在软发动时给 VOUT 放电,因而坚持了输出电容器上的电量。实际上,当 LTC3129 处于休眠状况时,在 VOUT 端底子就不汲取电流。就 LTC3129-1 而言,因为存在高阻抗内部反应分压器,VOUT 端汲取低于微安级电流。

添加电池备份

在许多太阳能供电运用中,当太阳能电池功率缺乏时,由备份电池供电。图 2 显现了一个运用,与之前的实例比较,本图中转换器添加了一个硬币型锂离子主电池和几个外部组件,以在如果光源不能供给坚持 VOUT 所需的必要功率时,作为备份电源运用。在这个比如中运用了 LTC3129,答应 VOUT 针对 3.2V 来设定,以更好地与硬币型电池电压相匹配。

图 2:运用硬币型备份电池的太阳能供电转换器

在这个比如中,电池放置在转换器的输出端,设定 LTC3129 以调理 VOUT 略高于电池电压。这样就可保证,不管何时,只需 VOUT 可以有太阳能输入供电,在电池就没有负载。如果因为给负载供电的光照缺乏而导致 VOUT 下降,那么 LTC3129 的 PGOOD 输出就下降,负载就从转换器输出端切换到电池端,然后坚持 VOUT 等于电池电压,转换器的输入和输出电容器可以进行再充电 (假如有光照可用),然后使负载可以凭借 PGOOD 信号周期性地从电池切换至转换器。选用这种办法今后,负载会尽或许由太阳能输入供电,电池则仅以分时方法运用,然后延长了电池寿数。

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