BESCHREIBUNG

Der LTC3412A ist ein hocheffizienter monolithischer synchroner Abwärts-DC/DC-Wandler, der eine Current-Mode-Architektur mit konstanter Frequenz verwendet. Er arbeitet mit einem Eingangsspannungsbereich von 2,25V bis 5,5V und liefert eine geregelte Ausgangsspannung von 0,8V bis 5V bei einem Ausgangsstrom von bis zu 3A. Der interne synchrone Leistungsschalter mit 77mΩ Einschaltwiderstand erhöht die Effizienz und macht eine externe Schottky-Diode überflüssig. Die Schaltfrequenz wird über einen externen Widerstand eingestellt oder kann mit einem externen Taktgeber synchronisiert werden. Das Tastverhältnis des 100% sorgt für einen niedrigen Dropout-Betrieb und verlängert so die Lebensdauer der Batterie in tragbaren Systemen. Die OPTI-LOOP®-Kompensation ermöglicht die Optimierung des Einschwingverhaltens über einen weiten Bereich von Lasten und Ausgangskondensatoren.

Der LTC3412A kann entweder für den Burst-Mode-Betrieb oder für den erzwungenen Dauerbetrieb konfiguriert werden. Der erzwungene Dauerbetrieb reduziert Rauschen und HF-Störungen, während der Burst-Mode-Betrieb einen hohen Wirkungsgrad bietet, indem er die Gate-Ladungsverluste bei geringer Last reduziert. Im Burst-Mode-Betrieb kann die Ausgangsspannungswelligkeit durch externe Steuerung des Burst-Clamp-Pegels an die Anforderungen der Anwendung angepasst werden.

 

FEATURES

Hohe Effizienz: Bis zu 95%

3A Ausgangsstrom

Niedriger Ruhestrom: 64µA

Niedriger RDS(ON) Interner Schalter: 77mΩ

2.25V bis 5.5V Eingangsspannungsbereich

Programmierbare Frequenz: 300kHz bis 4MHz

±2% Genauigkeit der Ausgangsspannung

0.8V Referenz erlaubt niedrige Ausgangsspannung

Wählbarer Forced Continuous/Burst Mode® Betrieb mit einstellbarer Burst-Klemme

Synchronisierbare Schaltfrequenz

Niedriger Dropout-Betrieb: 100% Einschaltdauer

Power Good Ausgangsspannung Monitor

Schutz vor Übertemperatur

Erhältlich in 16-poligen Exposed Pad TSSOP- und QFN-Gehäusen

 

ANWENDUNGEN

Point-of-Load Regulierung

Notebook-Computer

Tragbare Instrumente

Verteilte Energiesysteme

 

OPERATION

Hauptkontrollschleife

Der LTC3412A ist ein monolithischer DC/DC-Abwärtswandler mit konstanter Frequenz und Strommodus. Im Normalbetrieb wird der interne obere Leistungsschalter (P-Kanal-MOSFET) zu Beginn jedes Taktzyklus eingeschaltet. Der Strom in der Induktivität steigt an, bis der Stromkomparator auslöst

und schaltet den oberen Leistungs-MOSFET aus. Der Spitzeninduktionsstrom, bei dem der Stromkomparator den oberen Leistungsschalter abschaltet, wird durch die Spannung am ITH-Pin gesteuert. Der Fehlerverstärker passt die Spannung am ITH-Pin an, indem er das Rückkopplungssignal von einem Widerstandsteiler am VFB-Pin mit einer internen 0,8V-Referenz vergleicht. Wenn der Laststrom ansteigt, führt dies zu einer Verringerung der Rückkopplungsspannung im Verhältnis zur Referenz. Der Fehlerverstärker erhöht die ITH-Spannung, bis der durchschnittliche Induktorstrom dem neuen Laststrom entspricht. Wenn sich der obere Leistungs-MOSFET abschaltet, schaltet sich der synchrone Leistungsschalter (N-Kanal-MOSFET) ein, bis entweder die untere Stromgrenze erreicht ist oder der nächste Taktzyklus beginnt. Die untere Stromgrenze ist auf -1,3A für den erzwungenen kontinuierlichen Modus und 0A für den Burst-Modus-Betrieb eingestellt.

Frequenz-Synchronisation

Der interne Oszillator des LTC3412A kann mit einem externen Taktgeber synchronisiert werden, der an den Pin SYNC/MODE angeschlossen ist. Die Frequenz des externen Taktgebers kann im Bereich von 300kHz bis 4MHz liegen. Für diese Anwendung sollte der Oszillator-Timing-Widerstand so gewählt werden, dass er einer Frequenz entspricht, die 25% niedriger ist als die Synchronisationsfrequenz. Während der Synchronisation wird die Burst-Klemme auf 0V gesetzt, und jeder Schaltzyklus beginnt mit der fallenden Flanke des Taktsignals.

Betrieb bei geringer Versorgung

Der LTC3412A ist für einen Betrieb bis zu einer Eingangsspannung von 2,25V ausgelegt. Eine wichtige Überlegung bei niedrigen Eingangsspannungen ist, dass der RDS(ON) der P-Kanal- und N-Kanal-Leistungsschalter ansteigt. Der Benutzer sollte die Verlustleistung berechnen, wenn der LTC3412A mit einer Einschaltdauer von 100% und niedrigen Eingangsspannungen betrieben wird, um sicherzustellen, dass die thermischen Grenzen nicht überschritten werden.

Steigungskompensation und Induktorspitzenstrom

Die Steigungskompensation sorgt für Stabilität in Architekturen mit konstanter Frequenz, indem sie subharmonische Schwingungen bei Tastverhältnissen von mehr als 50% verhindert. Sie wird intern durch Hinzufügen einer kompensierenden Rampe zum Induktionsstromsignal bei Tastverhältnissen von mehr als 40% erreicht. Normalerweise wird der maximale Induktionsspitzenstrom reduziert, wenn eine Steigungskompensation hinzugefügt wird. Im LTC3412A ist jedoch eine Steigungskompensation implementiert, um den maximalen Induktionsspitzenstrom über den gesamten Bereich der Tastverhältnisse konstant zu halten. Dadurch bleibt der maximale Ausgangsstrom unabhängig vom Tastverhältnis relativ konstant.