BESCHREIBUNG

Der LTC3453 ist ein synchroner Abwärts/Aufwärts-DC/DC-Wandler, der für den Betrieb von bis zu 4 weißen LEDs mit einem kombinierten Strom von bis zu 500mA aus einem einzigen Li-Ionen-Akku optimiert ist. Der Regler arbeitet entweder im Synchron-Buck-, Synchron-Boost- oder Buck-Boost-Modus, abhängig von der Eingangsspannung und der maximalen Vorwärtsspannung der LED. Die optimale Effizienz wird durch eine proprietäre Architektur erreicht, die feststellt, welche LED den größten Vorwärtsspannungsabfall bei ihrem programmierten Strom benötigt, und die gemeinsame Ausgangsschiene für den geringsten Abfall regelt. Der Wirkungsgrad des 90% kann über den gesamten nutzbaren Bereich eines Li-Ion-Akkus (2,7V bis 4,2V) erreicht werden. Der LED-Strom kann über zwei Stromeinstellwiderstände und zwei Enable-Pins auf eine von vier Stufen (einschließlich Abschaltung) programmiert werden. Im ausgeschalteten Zustand beträgt der Versorgungsstrom nur 6µA. Die hohe konstante Betriebsfrequenz von 1MHz ermöglicht die Verwendung einer kleinen externen Induktivität. Der LTC3453 wird in einem flachen (0,75mm), thermisch optimierten 16-poligen (4mm x 4mm) QFN-Gehäuse angeboten.

 

FEATURES

Hoher Wirkungsgrad: 90% typisch über den gesamten Li-Ion-Akkubereich

Großer VIN-Bereich: 2,7V bis 5,5V

Bis zu 500mA kontinuierlicher Ausgangsstrom

Interner Soft-Start

Schutz für offene/unterbrochene LED

LED-Stromanpassung typischerweise <2%

Konstante Frequenz 1MHz Betrieb

Niedriger Shutdown-Strom: 6µA

Schutz vor Übertemperaturen

Kleines, thermisch verbessertes 16-poliges (4mm x 4mm) QFN-Gehäuse

 

ANWENDUNGEN

Mobiltelefone

Digitalkameras

PDAs

Tragbare Geräte

 

OPERATION

DC/DC-Wandler mit Abwärtsregelung

Der LTC3453 verwendet einen von LTC entwickelten Abwärts/Aufwärts-DC/DC-Wandler, um die für die Ansteuerung der LEDs erforderliche Ausgangsspannung zu erzeugen. Diese Architektur ermöglicht einen hocheffizienten, rauscharmen Betrieb bei Eingangsspannungen, die über, unter oder gleich der Ausgangsspannung liegen, indem vier interne Leistungsschalter in der richtigen Phase geschaltet werden. Die Ausgangsspannung des Fehlerverstärkers am VC-Pin bestimmt das Tastverhältnis der Schalter. Da der VC-Pin ein gefiltertes Signal ist, bietet er eine Unterdrückung von Frequenzen, die weit unter der werkseitig eingestellten Schaltfrequenz von 1MHz liegen. Die synchronen Schalter mit niedrigem RDS(ON) und geringer Gate-Ladung ermöglichen eine hochfrequente Pulsweitenmodulation mit hoher Effizienz. Schottky-Dioden über den Synchrongleichrichter-Schalter B und den Synchrongleichrichter-Schalter D sind nicht erforderlich, sorgen aber bei Verwendung für einen geringeren Spannungsabfall während der Pause-vor-Einschaltzeit (typischerweise 20ns), was den Spitzenwirkungsgrad um typischerweise 1% bis 2% bei höheren Lasten verbessert.

 

Unterspannungsabschaltung

Um den Betrieb der Leistungsschalter bei hohem RDS(ON) zu verhindern, ist der LTC3453 mit einer Unterspannungsabschaltung ausgestattet. Wenn die Eingangsspannung unter ca. 1,9V fällt, werden die vier Leistungsschalter und alle Steuerschaltungen abgeschaltet, mit Ausnahme des Unterspannungsblocks, der nur einige Mikroampere verbraucht.

 

Schutz vor Übertemperaturen

Wenn die Sperrschichttemperatur des LTC3453 aus irgendeinem Grund 130°C überschreitet, werden alle vier Schalter sofort abgeschaltet. Die Übertemperaturschutzschaltung hat eine typische Hysterese von 11°C.

 

Soft-Start

Der LTC3453 enthält einen intern fest eingestellten Soft-Start, der beim Einschalten oder beim Verlassen des Shutdowns aktiv ist. Der Soft-Start funktioniert, indem er die Spannung am VC-Knoten festhält und allmählich freigibt, so dass er 0,65ms benötigt, um linear von 0,9V auf 2,1V zu steigen. Dadurch wird die Änderung des Tastverhältnisses begrenzt, wenn VC vom Abwärtsbereich über den Abwärts-/Aufwärtsbereich in den Aufwärtsbereich übergeht. Sobald der Soft-Start eine Zeitspanne überschritten hat, kann er nur noch durch einen Shutdown oder durch eine Unterspannungs- oder Übertemperaturbedingung zurückgesetzt werden.

 

LED-Stromquellen

Jeder LED-Pin wird von einer Stromquelle angesteuert, die speziell für einen niedrigen Spannungsabfall entwickelt wurde. Der LTC3453 verwendet eine proprietäre Architektur, die feststellt, welche der vier LEDs bei ihrem programmierten Strom den größten Vorwärtsspannungsabfall benötigt, und dann eine darauf basierende Rückkopplungsspannung erzeugt, um den Abwärts/Aufwärtsregelkreis zu schließen. Das Ergebnis ist die niedrigste Ausgangsspannung, die für die Regelung aller LEDs erforderlich ist, und damit die höchste LED-Leistungseffizienz. Die Spannung am LED-Pin der "Kontroll-LED" beträgt typischerweise 130mV bei 75mA Stromstärke.