Beschreibung

Der LTC®3129 ist ein hocheffizienter DC/DC-Abwärts/Aufwärtswandler mit 200mA und einem weiten VIN- und VOUT-Bereich. Er verfügt über einen präzisen RUN-Pin-Schwellenwert, der ein vorhersehbares Einschalten des Reglers ermöglicht, sowie über eine MPPC-Funktion (Maximum Power Point Control), die eine maximale Leistungsausbeute aus nicht idealen Stromquellen wie z.B. Photovoltaik-Panels gewährleistet.

Der LTC3129 verwendet eine extrem rauscharme 1,2MHz-PWM-Schaltarchitektur, die den Platzbedarf der Lösung minimiert, indem sie den Einsatz von kleinen, flachen Induktivitäten und Keramikkondensatoren ermöglicht. Eingebaute Schleifenkompensation und Soft-Start vereinfachen das Design. Für einen hocheffizienten Betrieb bei geringer Last kann der automatische Burst Mode-Betrieb gewählt werden, der den Ruhestrom auf nur 1,3µA reduziert.

Weitere Merkmale sind ein Power-Good-Ausgang, ein Abschaltstrom von weniger als 10nA und eine thermische Abschaltung.

Der LTC3129 ist in thermisch optimierten 3mm × 3mm QFN- und 16-poligen MSOP-Gehäusen erhältlich. Für Optionen mit fester Ausgangsspannung siehe den funktional äquivalenten LTC3129-1, bei dem kein externer Rückkopplungsteiler erforderlich ist.

 

Einführung

DerLTC3129 ist ein monolithischer, Current-Mode-DC/DC-Wandler mit einem Ruhestrom von 1,3µA, der über einen weiten Eingangsspannungsbereich von 1,92V bis 15V betrieben werden kann und bis zu 200mA an die Last liefern kann. Interne N-Kanal-Leistungsschalter mit niedrigem RDS(ON) reduzieren die Komplexität der Lösung und maximieren die Effizienz. Ein proprietärer Schaltsteuerungsalgorithmus ermöglicht es dem Abwärts/Aufwärtswandler, die Ausgangsspannung auch bei Eingangsspannungen zu regeln, die über, unter oder gleich der Ausgangsspannung liegen. Die Übergänge zwischen den Betriebsarten Aufwärts- und Abwärtswandler sind nahtlos und frei von Transienten und subharmonischen Schaltvorgängen, was dieses Produkt ideal für rauschempfindliche Anwendungen macht. Der LTC3129 arbeitet mit einer festen Nennschaltfrequenz von 1,2MHz, was einen idealen Kompromiss zwischen geringer Baugröße und hohem Wirkungsgrad darstellt. Die Current-Mode-Steuerung sorgt für eine inhärente Unterdrückung der Eingangsspannung, eine vereinfachte Kompensation und eine schnelle Reaktion auf Lasttransienten.

Der LTC3129 kann auch im Burst-Modus betrieben werden, der vom Benutzer über den PWM-Eingangspin ausgewählt wird. Im Burst-Mode-Betrieb bietet der LTC3129 einen außergewöhnlichen Wirkungsgrad bei geringer Ausgangsbelastung, indem er den Wandler nur dann betreibt, wenn dies zur Aufrechterhaltung der Spannungsregelung erforderlich ist. Die

Der Ruhestrom im Burst Mode liegt bei mageren 1,3µA. Bei höheren Lasten schaltet der LTC3129 automatisch in den PWM-Modus mit fester Frequenz um, wenn der Burst-Modus gewählt wird. (Den Übergangspunkt für den Modus bei verschiedenen Eingangs- und Ausgangsspannungen entnehmen Sie bitte den Kurven der typischen Leistungsmerkmale). Wenn die Anwendung ein extrem geringes Rauschen erfordert, kann über den PWM-Pin auch der kontinuierliche PWM-Betrieb gewählt werden.

Der Chip verfügt außerdem über eine MPPC-Funktion (Maximum Power Point Control), mit der die Eingangsspannung des Wandlers auf einen programmierbaren Punkt geregelt werden kann, um beim Betrieb mit verschiedenen nicht idealen Stromquellen wie z.B. Photovoltaikzellen eine maximale Leistung zu erzielen. Der LTC3129 verfügt außerdem über einen präzisen RUN-Komparator-Schwellenwert mit Hysterese, der es dem Abwärts/Aufwärts-DC/DC-Wandler ermöglicht, sich bei vom Benutzer gewählten VIN-Spannungsschwellenwerten ein- und auszuschalten. Mit seinem weiten Spannungsbereich, einem Burst-Mode-Strom von 1,3µA und den programmierbaren RUN- und MPPC-Pins ist der LTC3129 für viele verschiedene Anwendungen geeignet.

 

Betrieb im PWM-Modus

Wenn der PWM-Pin high ist oder wenn der Laststrom am Wandler hoch genug ist, um den PWM-Betrieb mit PWM low zu befehlen, arbeitet der LTC3129 in einem festen 1,2MHz-PWM-Modus unter Verwendung einer intern kompensierten Durchschnittsstromregelschleife. Der PWM-Modus minimiert die Restwelligkeit der Ausgangsspannung und sorgt für ein rauscharmes Schaltfrequenzspektrum. Ein firmeneigener Schaltalgorithmus sorgt für nahtlose Übergänge zwischen den Betriebsmodi und eliminiert Unstetigkeiten im durchschnittlichen Induktionsstrom, im Induktionsripple-Strom und in der Schleifenübertragungsfunktion in allen Betriebsmodi. Diese Vorteile führen zu einem höheren Wirkungsgrad, einer verbesserten Schleifenstabilität und einer geringeren Ausgangsspannungswelligkeit im Vergleich zu einem herkömmlichen Abwärtswandler.

Die Topologie der Leistungsstufe des LTC3129, die aus vier N-Kanal-DMOS-Schaltern und den dazugehörigen Gate-Treibern besteht. Im PWM-Betrieb schalten beide Schalterpins unabhängig von den Eingangs- und Ausgangsspannungen in jedem Zyklus um. Als Reaktion auf den internen Regelkreisbefehl erzeugt ein interner Pulsbreitenmodulator das geeignete Tastverhältnis, um die Ausgangsspannung zu regulieren.