布景信息
由于存在非抱负或多个输入电源、瞬态搅扰以及存储组件充放电，DC/DC 转化器的输入电压会在很宽的规模内改变。降压-升压型 DC/DC 转化器是电源规划师用来应对这类改变的东西中最有用的东西之一。单个电感器、同相降压-升压型转化器无缝地下降或升高输入电压并调理输出电压，这不管输入是高于、等于或低于输出。降压-升压型转化器可以灵敏应对这 3 种状况，因而可以代替两个 IC (一个独自的降压型转化器或一个低压差线性稳压器加上一个升压型转化器)，然后大幅度延伸便携式体系的电池寿数。用料清单 (BOM) 也简化了，因而节省了在印刷电路板 (PCB) 上占用的空间 / 面积。在有多个潜在电源的状况下，视电源不同而不同，降压-升压型转化器可以在完全降压或升压形式下运转。反过来，在电源备份运用中，存储组件放电的放电电压曲线横跨所需求的固定输出，这时降压-升压型转化器将用到两种运转形式。
面临不同商场的电源计划
除消费类产品以外，视运用不同的状况，输入和输出电压规模改变都很大。例如，规范工业电源总线电压为 24V 或 12V。大多数体系都需求多个杰出安稳的电源轨来供电，较低电压的电源轨一般由降压型稳压器或 LDO 供电。不过，为了给传感器和各种不同的模仿组件 (运算放大器、电动机或收发器) 供电，还存在对安稳的 12V 和 24V 电源轨的需求。取决于电源总线状况或体系装备，许多这些体系既需求降压转化又需求升压转化。降压-升压型转化器可以灵敏地用各种输入电源运转，然后最大极限削减了规划中所需的电源转化器数量和用料清单中的数目。
轿车电池电压规模很宽且要求严厉
在轿车运用中，12V 轿车电池是一切电子体系的主电源。标称 12V 在冷车发起时或许降至 3V，在抛载时或许上升至近 40V (遭到瞬态电压抑制器的约束)。这种环境对电子产品形成了严格检测，要求电子产品在各种条件下能巩固和牢靠地运转。因而，许多内部体系都会遇到约为 24V 双倍的电池电压 (例如拖车快速发动时)。这些极点电压状况以及引擎罩内或许呈现的极点高温都要求运用巩固牢靠的电子体系。出于这些原因，用降压-升压型转化器发生体系电压，包含轿车电气体系中常见的 5V 至 12V 电源轨，是应该采纳的审慎做法。
航空电子、军用和航天环境选用规范电源轨，可是也或许靠各种不同的电池装备和太阳能电池板运转，因而要求电源可以应对十分宽的输入电压规模。有些运用要求承受许多不同的输入源，以便任何动力都可以主动给体系供电。例如，许多军事运用有必要承受由不同类型的电池、适配器乃至太阳能电池板供电。
工业和军用 / 航天体系要求向必要的下流电子体系牢靠供电，乃至在类似于轿车环境的苛刻输入电压状况下。此外，这类体系一般还要求很宽的作业温度规模。
电源转化规划应战
曩昔，既需求以降压形式又需求以升压形式运转的规划一直是经过运用多个电源转化器完成的，这类规划的典型问题有 PCB 面积、尺度、本钱和复杂性较高、牢靠性较低、静态电流 (IQ) 较大以及转化功率较低。可代替拓扑，例如 SEPIC (单端主电感转化器)，虽然比多个电源转化器规划简略，可是功率比同步降压-升压型转化器约低 10%，并且需求两个电感器和一个大电流耦合电容器，这进步了复杂性和潜在噪声，并缩短了电池寿数。
降压-升压型转化器以升压形式运转时，面临着一些共同的应战，尤其是当升压型转化器断开时，或许在刚加上电源时。惯例升压型转化器在 VIN 至 VOUT 之间，经过电感器和升压型二极管供给一条直接的电流通路。当电源加到 VIN 上时，升压型转化器这个特征或许引起很大和有或许形成损坏的浪涌电流，而当电源转化器关断时，VOUT 比 VIN 低一个二极管压降，因而 VOUT 仅得到部分供电。走运的是，凌力尔特公司的许多降压-升压型转化用具输出断接功用，这是其 4 开关架构所固有的特征。因而，当电源一加到 VIN 上时，降压-升压型转化器的输入电流就遭到操控，从零逐步斜坡上升至电流约束值，一同 VOUT 加电上升。当降压-升压型转化器断开时，VOUT 和 VIN 会完全断开，以便 VOUT 可以安全地放电直至零伏。
运用可在十分低输入电压时运转的降压-升压型转化器，可以更好地满意一些选用超级电容器的备份运用之需求。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。假如电源失效，那么下流的降压-升压型转化器就可以坚持输出安稳，由于该转化用具有答应运用电容器悉数能量的优势。这就可以削减运用所需的电容量 (减小电容值和电路板面积)。不过，较新式的转化器依然需求 2.xV 输入电压才干运转。因而，用户假如想从一个低于 2.xV 的输入取得功率，需求运用一些技巧 (反向馈送等)。许多 DC/DC 转化器做不到这一点。
走运的是，凌力尔特的降压-升压型转化器产品处理了许多这类问题。就输入要求到达 40V 的状况而言，LTC3115-1/-2 和 LTC3114-1 十分合适。输入电压高达 15V 时，可以运用 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才能扩展至 18V，并在降压形式支撑 5A 输出电流。但是，业界依然存在一个没有弥合的距离，即可与 12V/24V 体系兼容一同供给高达 600mA 的适度输出电流、可以在发动后以低压运转并具有超低静态电流的降压-升压型 DC/DC 转化器。
新的超低 IQ 降压-升压型转化器
明显，处理上述这些问题的降压-升压型处理计划应该具有以下特性：
• 在很宽的输入 / 输出电压规模内运转
• 可以供给足够的输出电流
• 超低 IQ
• 低输出噪声/纹波
• 以高功率运转
• 以升压形式运转时，输出断接
• 需求最少的外部组件，易于规划
• 超卓的热功用
为了满意这些需求，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-升压型转化器在降压形式可以供给高达 600mA 输出电流，一同具有极低的 1.2µA 无负载静态电流 (参见图 1)。每个器材都供给 2.4V 至 25V 输入电压规模和 1V 至 25V 输出电压规模 (LTC3130 是可调的，参见图 2)，并在输入高于、低于或等于输出时供给安稳的输出。一旦发动，这些器材的典型输入电压要求仅为 0.6V。用户可选的突发形式 (Burst Mode) 运转将静态电流降至仅为 1.2µA，然后进步了轻负载时的功率，并延伸了电池运转时刻。LTC3130/-1 专有的降压-升压型拓扑在一切作业形式下都供给低噪声、无颤动开关，十分合适对电源噪声灵敏的 RF 及高精度模仿运用。这些器材还包含可编程最大功率点操控 (MPPC) 功用，然后保证从光伏电池等非抱负电源供给最大功率。LTC3130 的一切功用 LTC3130-1 都供给，但 LTC3130-1 供给 4 个用户可选的固定输出电压：1.8V、3.3V、5V 和 12V，然后无需电阻器分压器就可完成可调输出版别 (参见表 1)。
图 1：LTC3130 的典型运用原理图和功用
图 2：LTC3130 的 VOUT 反应分压器方程和原理图
表 1：LTC3130-1 的 VOUT 编程设定值
LTC3130/-1 有足够的电压裕度，可应对 1 至 6 节串联锂电池输入体系和或许遭受大的噪声尖峰的标称 12V 体系，以及可以为 24V 传感器供电。有保证的最低 660mA 电感器电流约束供给升压形式输出电流才能，尤其是对有必要用 3.3V、5V 或电池等低输入电压运转的 24V 传感器而言。
LTC3130/-1 包含 4 个内部低 RDSON N 沟道 MOSFET，已供给高达 95% 的功率。转化器发动可经过能供给低至 7.5µW 功率的电源完成，然后使 LTC3130/-1 十分合适由薄膜太阳能电池等弱电源供电的运用。别的，可以制止突发形式运转，以供给低噪声接连切换。LTC3130/-1 的安稳 1.2MHz 开关频率保证低噪声和高功率，一同最大极限减小了外部组件的尺度 (参见图 3)。
图 3：在 14.4VIN 至 12VOUT、200mA 时，LTC3130/-1 的功率为 94%
内置环路补偿和软发动削减了外部组件数量并简化了规划。其他特征包含一个电源杰出指示器、引脚可选电流约束、一个准确的 RUN 引脚门限、一个外部 VCC 输入和过热停机。器材兼具纤巧的外部组件、很宽的作业电压规模、紧凑的封装和超低静态电流特征，十分合适始终坚持接通运用，由于在这类运用中，延伸电池运转时刻最重要。运用包含长寿数电池供电的仪器、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。
LTC3130/-1 中集成了两个低压差 (LDO) 稳压器以发生 VCC，一个来自 VIN，另一个来自 EXTVCC。只需 VCC 上坚持足够的电压，该转化器就会用任一输入源运转。
LTC3130/-1 选用耐热功用增强型 20 引线 3mm x 4mm QFN 和 16 引线 MSOP 封装。E 级和 I 级版别器材规定在 –40°C 至 125°C 作业温度规模内运转。
24V 传感器运用
图 4 所示是一个电池供电型 24V 传感器电源。传感器功率由一个高牢靠性、长寿数锂亚硫酰氯主电池供给。为了最大极限延伸运用寿数，传感器仅由持续时刻很短的信号激活，每次激活之间的时刻距离很长，然后在传感器未激活时，回来挨近零功率的状况。LTC3130 可以挑选 200mA 输入电流约束 (LLIM 引脚 = GND)，当传感器激活时，该电流约束可用来最大极限下降从高输出阻抗锂亚硫酰氯主电池获取的峰值电流，这进一步延伸了电池的运用寿数。在很长的闲暇周期，经过驱动 RUN 引脚至低电平，封闭 LTC3130，从 24V 输出仅汲取 1µA。在很长的闲暇周期，传感器与 24V 电压轨断接，或关断以最大极限减小 24V 输出电容器的放电。以这种办法坚持 24V 输出，传感器就可以快速地加电，进行所需丈量，然后再次断电，而不用等候 24V 电源轨充电。在传感器正常作业时，这个 DC/DC 转化器完成高达 83% 的功率。
图 4：具 200mA ILIM 以约束电池电压下降的电池供电型 24V 转化器
EXTVcc 功用
假如 >3V (规模：3V 至 25V)，LTC3130 的 EXTVCC 就给 IC 供电。EXTVCC 输入可用来：
· 自举至 VOUT 以答应更低的 VIN 才能
· 自举至 VOUT 以在高 VIN 时进步功率
· 从一个外部电源发动以合适 VIN 十分低的运用 (参见图 5)
图 5：LTC3130/-1 转化器自举至 VOUT，以消除电池走漏，一同答运用一个 1V 或更低的 VIN 电源发动和稳压
最大功率点操控
LTC3130/-1 的最大功率点操控 (MPPC) 输入可与可选外部分压器一同运用，以动态调理受指令操控的电感器电流，然后在运用光伏板等高阻抗电源时坚持最低输入电压，从而最大极限进步输入功率传送，避免 VIN 在有负载状况下降至太低。在依托光伏电池等各种非抱负电源运转时，这种办法可使转化器的输入电压跟从一个可编程最大功率抽取点。参看图 6，取得详细信息。
图 6：具外部电阻器分压器的 MPPC 放大器
定论
单电感器、同相降压-升压型转化器是一种极度灵敏和有用的电源组件。凌力尔特的 LTC3130/-1 是输入和输出额定值为 25V 的单片降压-升压型转化器，在降压形式时输出电流额定值为 600mA，静态电流为极低的 1.2µA。这些器材扩展了降压-升压型运用的适用规模，使这类运用可以满意品种繁复和富应战性的电源要求，包含非准确安稳的 5V / 12V / 18V 适配器、多品种型的电池、小型太阳能电池板和可再充电电源。这些器材运用十分灵敏，具 MPPC 和 EXTVCC 等功用，可完成一系列共同和十分合适处理多种运用问题的供电计划。
