1242A演示電路：LTC3537的快速上手指南

在電子設(shè)計(jì)中，電源管理芯片的性能和易用性至關(guān)重要。今天我們要介紹的是演示電路1242A，它集成了600mA同步升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器和100mA LDO穩(wěn)壓器LTC3537，為我們提供了一個(gè)高效且靈活的電源解決方案。

文件下載：DC1242A.pdf

電路特性概述

核心組件與性能

演示電路1242A包含了一個(gè)高效的同步升壓轉(zhuǎn)換器、一個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器和一個(gè)低電池檢測(cè)器。在輕負(fù)載情況下，升壓轉(zhuǎn)換器能夠在低至680mV的輸入電壓下啟動(dòng)，啟動(dòng)后輸入電壓甚至可以低至500mV，同時(shí)保持穩(wěn)定的輸出電壓。對(duì)于線性穩(wěn)壓器，在50mA負(fù)載下，其壓差電壓小于100mV。

靈活的電源配置

電路為升壓和線性穩(wěn)壓器提供了獨(dú)立的輸入端子，并且通過(guò)跳線，線性穩(wěn)壓器可以從三種不同的電源中選擇供電。此外，還設(shè)置了用于單獨(dú)關(guān)閉或排序每個(gè)穩(wěn)壓器輸出的端子和跳線，以及獨(dú)立的電源良好輸出。通過(guò)跳線，用戶可以選擇總共六種輸出電壓、三種低電池電壓，還能選擇突發(fā)模式（BURST）或脈寬調(diào)制模式（PWM）。

緊湊的封裝與高頻設(shè)計(jì)

LTC3537采用3X3 mm QFN熱增強(qiáng)封裝，開(kāi)關(guān)頻率為2.2MHz，結(jié)合LDO穩(wěn)壓器，提供了一個(gè)非常小巧的多輸出解決方案。升壓轉(zhuǎn)換器還具有輸出斷開(kāi)功能，輸入電壓可以大于或小于輸出電壓。

典型規(guī)格參數(shù)

快速啟動(dòng)步驟

準(zhǔn)備工作

使用圖1所示的設(shè)置來(lái)評(píng)估LTC3537電路。建議將LTC3537的數(shù)據(jù)手冊(cè)放在旁邊，以便更全面地了解各種功能和規(guī)格。

跳線設(shè)置

• 使用跳線JP5和JP6選擇所需的輸出電壓（如果未安裝跳線，輸出電壓將設(shè)置為最高電壓）。
• 將跳線JP7和JP8置于ON位置以啟用每個(gè)穩(wěn)壓器，并將“LDO IN”跳線（JP3）置于“VINB”（中間）位置，使LDO和升壓電源輸入并聯(lián)。
• 將“STATUS PWR”跳線（JP4）設(shè)置為“VOUTB”位置，將開(kāi)漏電源良好輸出和低電池輸出上拉電阻連接到升壓穩(wěn)壓器的輸出。JP4還允許將施加到STATUS PWR IN端子的外部電壓用于上拉電阻。

連接測(cè)量設(shè)備

按照?qǐng)D1的測(cè)試設(shè)置連接電壓表和電流表。將電源連接到VINBOOST和GND端子，并在VOUT BOOST和GND之間連接一個(gè)合適的負(fù)載電阻。注意避免輸入電源和演示板之間的電線過(guò)長(zhǎng)，超過(guò)18英寸的電線可能需要在輸入端子附近增加額外的電容。

測(cè)試過(guò)程

• 在輸出端連接一個(gè)輕負(fù)載（1k電阻），開(kāi)始增加輸入電源電壓。當(dāng)輸入電壓約為700mV時(shí)，輸出將上升到所選的穩(wěn)壓電壓。當(dāng)輸出電壓比輸入電壓至少高240mV時(shí)，轉(zhuǎn)換器將從輸出端獲取電源，而不是輸入端。這一特性允許輸入電壓在輕負(fù)載下低至500mV時(shí)仍能保持穩(wěn)定的輸出電壓。
• 將輸入電壓增加到約1.5V或更高，并增加負(fù)載電流。最大負(fù)載電流取決于輸入和輸出電壓設(shè)置。數(shù)據(jù)手冊(cè)中的曲線顯示了不同輸入和輸出電壓下的最大輸出電流。
• 當(dāng)輸出電壓處于穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，PWRGOOD輸出端子為高電平；如果輸出電壓因任何原因下降約10%，則PWRGOOD輸出端子將拉低。
• 當(dāng)VINBOOST端子上的電壓大于通過(guò)跳線JP2選擇的電壓閾值時(shí)，LOW BAT輸出端子為高電平。
• 輸入電壓可以超過(guò)輸出電壓，并且仍然保持穩(wěn)壓，但負(fù)載電流會(huì)減小，效率也會(huì)降低。
• 當(dāng)Vin接近VOUT且在比Vout低約300mV至100mV的范圍內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)換器接近開(kāi)關(guān)的最小導(dǎo)通時(shí)間，導(dǎo)致輸出電壓紋波增加，類似于突發(fā)模式操作。可以通過(guò)增加額外的輸出電容來(lái)降低紋波。
• 可以通過(guò)將跳線JP7或JP8移至OFF位置來(lái)單獨(dú)關(guān)閉任一穩(wěn)壓器。關(guān)閉升壓轉(zhuǎn)換器會(huì)使轉(zhuǎn)換器的輸出電壓降至接近0V。
• 跳線JP7和JP8還可以設(shè)置為穩(wěn)壓器輸出電壓排序。根據(jù)跳線設(shè)置，其中一個(gè)穩(wěn)壓器將保持關(guān)閉狀態(tài)，直到另一個(gè)穩(wěn)壓器達(dá)到穩(wěn)壓狀態(tài)。
• 通過(guò)將輸入電源電壓增加到5V，并在VOUT LDO端子上施加合適的負(fù)載，可以驗(yàn)證線性穩(wěn)壓器的操作。

其他注意事項(xiàng)

• 如果需要為兩個(gè)電源良好輸出和低電池輸出設(shè)置LED指示燈，可以移除表面貼裝1206電阻（R5、R7和R10），并更換為表面貼裝LED。
• 在低輸入電壓下評(píng)估電路時(shí)，重要的是直接在電路板的輸入端子處監(jiān)測(cè)輸入電壓。在非常低的輸入電壓下，電源電線和電流表中的電壓降會(huì)導(dǎo)致輸入端子處的輸入電壓低于操作所需的最小電壓。
• 電路板上提供了額外的焊盤(pán)，用于安裝可選的輸入旁路電容（C1）。當(dāng)電源和電路板之間使用長(zhǎng)電線時(shí)，或者為了添加鉭電容以最小化輸入熱插拔時(shí)可能出現(xiàn)的輸入電壓瞬變，可能需要使用該電容。此外，電路板背面的焊盤(pán)可用于添加一個(gè)小的肖特基二極管（D1），在某些條件下可以略微提高效率，但添加二極管會(huì)取消輸出斷開(kāi)和短路保護(hù)功能。
• 在驗(yàn)證輸出紋波時(shí)，務(wù)必使用圖2所示的示波器探頭連接方式。
• 當(dāng)JP1處于突發(fā)位置時(shí)，轉(zhuǎn)換器將在輕負(fù)載電流條件下以低靜態(tài)電流突發(fā)模式運(yùn)行，并在較重負(fù)載下切換到固定頻率（PWM）操作。在突發(fā)模式下，輕負(fù)載時(shí)的輸出紋波電壓比非突發(fā)模式下更高。對(duì)于輸入電壓低于1.2V、升壓到4至5V輸出的突發(fā)模式應(yīng)用，在輕負(fù)載條件下可能會(huì)出現(xiàn)非突發(fā)模式操作，導(dǎo)致輕負(fù)載靜態(tài)電流增加。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)手冊(cè)曲線“Burst Mode Threshold Current vs VIN”。

通過(guò)以上步驟，電子工程師可以快速上手并評(píng)估LTC3537的性能。你在使用類似電源管理芯片時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。