便携式手持电子工具、小工具和玩具正在接近瑞士军刀的多功能等价物。以前独立的功能现在被小型化并组合成一个口袋大小的包。除非是青少年或好莱坞经纪人拥有，否则大多数电子产品大部分时间都处于低功耗状态，等待着打电话、闪光或将音乐和视频转到一个小小的硬盘驱动器上。这些设备由各种电源供电，这意味着在某些时候输入电压高于或低于为内部电子设备供电所需的3.3V或3.6V电压。最新便携式设备中的DC/DC转换器必须能够升压和降压，在空闲和待机模式下保持非常高的效率，并在峰值功率需求期间快速有效地响应。

Linear Technology提供一系列的降压-升压转换器，能够提供从200mA到2A的高效率。该系列的最新产品是LTC3532，一款300mA的降压-升压转换器，具有自动突发模式操作，可调开关频率和集成软启动功能。LTC3532是小型磁盘驱动器应用或任何需要在宽输出电流和输入电压范围内实现高效率的应用的理想选择。

特性

基于ltc3532的转换器的输入电压范围为2.4V至5.5V，其输出范围可从2.4V至5.25V进行编程，使其非常适合从多个电源(如电池，USB和墙壁适配器)运行的设备。LTC3532可采用MS10封装，该封装与LTC3440转换器引脚兼容，也可采用暴露的3mm × 3mm DFN焊盘。使用这些微小的封装，整个转换器可以被压缩到最小的空间中，如图1所示。

采用固定频率的四开关结构和专利控制方法，转换器只需要一个电感来调节输入电压大于或小于输出的恒定输出电压。LTC3532的四开关拓扑结构(参见图2中的输出级原理图)允许稳压器通过响应误差放大器输出电压V(C)正确相位四个输出开关(A, B, C和D)，从降压模式平稳过渡到降压升压模式和升压模式。在降压模式下，开关D处于导通状态，而开关A和B充当降压转换器。在另一种极端情况下，升压模式，开关A始终处于导通状态，而开关C和D实现同步升压转换器。当V(IN)和V(OUT)接近相同电压时，所有四个开关都以V(C)电压控制的每对开关的导通时间换向。四开关架构固有地提供输出断开，防止在关机模式下V(IN)和V(OUT)之间的电流流动。

当LTC3532在突发模式下工作时，也利用了四开关架构的功能。一个创新的(专利申请中)突发模式控制电路优化了四个开关的发射取决于是否在降压模式，升压模式，或降压-升压模式。最佳的开关控制和35µa的低突发模式静态电流意味着转换器在低至300µa的负载下，在突发模式下保持80%以上的效率，从而延长了系统的电池寿命。负载电流范围从0.1mA到500mA的测量效率如图3所示。连接到突发引脚的电阻和滤波电容设置负载电流水平，转换器在此水平上自动在连续模式和突发模式操作之间切换。

电感器的峰值电流有两种限制方式。第一种方法监测开关A中的电流，并在峰值电流超过1.1A时将该电流的一小部分输入FB引脚。这有效地降低了V(OUT)设定点，提供了控制峰值电流的闭环方法。在高负载和瞬态情况下，比较器打开开关a和B，从而提供1.3A的硬峰值电流限制。图4显示了电感电流和V(OUT)随负载增加的响应。当电感电流达到电流极限时，V(OUT)下降，控制回路保持连续工作。当V(OUT)在启动时或从短路恢复时较低时，限流钳位降低一半，提供折回功能。

开关频率可以用外部电阻器编程为300kHz和2MHz之间的频率，这允许在组件尺寸和效率之间进行权衡。软启动是通过控制连杆上的回转来实现的SHDN/ SS销。启用转换器后，当SHDN/SS引脚达到1V时，内控电压夹紧，直到引脚上升到2V。

锂离子到3.3V转换器理想的微型硬盘驱动器

一个小型的，1英寸或更小的磁盘驱动器在待机状态下可能会消耗40mA。在空闲或寻迹模式下，驱动器电流增加到150mA，当读取或写入数据时，负载可能达到200mA至300mA的峰值。即使在这些过渡期间，电源也应该在整个系统电池放电周期中以非常低的纹波得到很好的调节。与3.3V系统中的降压稳压器相比，像LTC3532这样的降压-升压转换器即使在电池降至3.3V以下也能保持稳压，从而允许使用电池中的所有能量。当电池ESR可能导致输入电压降至V以下(OUT)时，变换器在负载转换期间保持精确调节。一个锂离子到3.3V的应用，它使用了一个微小的多层芯片电感，如图5所示。在电池电压低至3.0V的情况下，该转换器的负载阶升可达400mA，在负载在30mA至200mA之间的连续模式下，效率高于90%，如图6所示。在低于1mA的负载下，低功率突发模式效率大于80%。本电路采用软启动电容连接SHDN/SS限制浪涌电流。对负载步骤的瞬态响应如图7所示。当负载从10mA增加到50mA时，从突发模式转变为连续运行。从150mA到300mA的步骤和返回显示V(OUT)瞬变的峰值幅度只有20mV。

BURST引脚上的RC网络使自动BURST模式操作能够在没有外部控制的轻负载下保持高效率。突发操作由突发引脚上的电压控制。在工作期间，一小部分输出电流通过开关D被镜像出BURST引脚。镜像电流在突发引脚电阻上产生与平均负载电流成正比的电压。图7显示了突发引脚响应与负载电流成正比的电压。当负载增加并迫使突发引脚电压高于1.12V时，转换器切换到连续模式。当负载减小并且突发引脚上的电压降至0.88V以下时，转换器切换回突发模式工作。提高BURST引脚上的电阻器的值会降低进入突发模式的电流。图8显示了突发引脚电阻与输出电流值之间的关系，此时发生连续和突发操作之间的转换。如果需要，可以通过驱动BURST引脚高于或低于阈值来强制操作模式。

控制输入电流的USB应用

现在许多设备都是通过USB端口供电和充电的，USB端口的最大电流限制为500mA。通常提供500mA的转换器名义上不会超过USB电流限制。然而，主机调节器、USB总线供电集线器和电缆下降的公差导致相当差的调节USB电压，在瞬态期间可能从5.25V降至4.35V或更低。例如，如果一个5V到3.6V的转换电路响应500mA的峰值负载，USB电压降至4.35V，在80%的效率下，输入电流超过500mA。

图9显示了一个输入电流监视器，它控制V(OUT)将输入电流箝位到500mA。注入FB节点的电流改变了电压模控制环内输出电压的有效设定点。事实上，DC/DC变换器的输出电压可以通过在FB节点的源电流或下沉电流来动态编程。参考图9，输入电流箝位电平方程为:

图10显示了当输入电流达到500mA时，V(OUT)随着负载的增加而下降。在名义上输入电压为5V的USB应用中，肖特基二极管用于限制SW1引脚上的峰值电压。

结论

Linear Technology的新型LTC3532同步降压转换器简化了锂离子或多电池供电手持电子设备的设计。凭借高效的自动突发模式操作，转换器最大限度地延长了具有广泛不同负载要求的便携式设备的电池寿命。软启动，可编程开关频率和外部补偿使LTC3532适用于各种应用。两种封装选项，MS10引线封装和3mm × 3mm DFN，加上在高频下高效工作的能力，使设计人员能够最大限度地减少电路板面积和组件高度。