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由于存在不理想或多个输入电源、瞬态干扰和存储组件充放电，DC/DC转换器的输入电压会在很宽的范围内发生变化。降压-升压型DC/DC转换器是电源设计师应对这种变化最有用的工具之一。无论输入是高于、等于还是低于输出，单个电感器和同相降压-升压转换器无缝降低或提高输入电压并调整输出电压。降压-升压转换器可以灵活处理这三种情况，因此可以替代两种情况IC(单独降压转换器或低压差线性稳压器加升压转换器)，大大延长便携式系统的电池寿命。用料清单(BOM)也简化了，节省了印刷电路板(PCB)占用的空间/面积。在多个潜在电源的情况下，降压升压转换器可以在完全降压或升压模式下运行。另一方面，在电源备份应用中，存储部件放电的放电电压曲线横跨所需的固定输出，降压升压转换器将采用两种运行模式。

面对不同市场的电源方案

除消费品外，输入输出电压范围因应用不同而变化很大。例如，标准工业电源总线电压为24V或12V。大多数系统需要多个良好稳定的电源轨供电，低压电源轨一般由降压稳压器或LDO供电。然而，为了向传感器和各种模拟组件（操作放大器、电机或收发器）供电，仍有稳定的12V和24V需要电源轨。这取决于电源总线状态或系统配置，许多系统需要降压和升压。降压升压转换器可以灵活运行各种输入电源，从而最大限度地减少设计中所需的电源转换器和材料清单中的数量。

汽车电池电压范围宽，要求严格

12.在汽车应用中V汽车电池是所有电子系统的主电源。标称12V冷车启动时可能会降到3V，抛载时可能会上升到近400V(受瞬态电压抑制器的限制)。这种环境对电子产品造成了严峻的考验，要求电子产品在各种条件下运行牢固可靠。所以很多内部系统都会遇到24左右V双电池电压(如拖车快速启动时)。这些极端电压和发动机罩中可能出现的极端高温都需要坚固可靠的电子系统。由于这些原因，用降压升压转换器产生系统电压，包括汽车电气系统中常见的5V至12V电源轨是一种应谨慎的做法。

航空电子、军事和航天环境采用标准电源轨道，但也可能依靠不同的电池配置和太阳能电池板运行，因此电源需要处理非常宽的输入电压范围。一些应用程序需要许多不同的输入源，以便任何能源都能自动供电到系统。例如，许多军事应用程序必须由不同类型的电池、适配器甚至太阳能电池板供电。

工业和军用/航天系统需要可靠地向必要的下游电子系统供电，甚至在类似于汽车环境的严格输入电压下。此外，该系统通常需要广泛的工作温度范围。

电源转换设计挑战

过去，采用多个电源转换器实现了需要降压模式和升压模式运行的设计。这种设计的典型问题是PCB面积、尺寸、成本和复杂性高、可靠性低(IQ)转换效率大，转换效率低。可替代拓扑，例如SEPIC(单端主电感转换器)虽然比多个电源转换器设计简单，但效率比同步降压升压转换器低10%左右，需要两个电感器和一个大电流耦合电容器，提高了复杂性和潜在噪声，缩短了电池寿命。

降压-升压转换器在升压模式下运行时，特别是当升压转换器断开或刚刚添加电源时，面临着一些独特的挑战。常规升压转换器在VIN至VOUT通过电感器和升压二极管提供直接的电流通路。当电源加到VIN当电源转换器关闭时，升压转换器的特性可能会导致巨大的浪涌电流和损坏，VOUT比VIN二极管压降较低，因此VOUT只有部分供电。幸运的是，AD公司的许多降压-升压转换器具输出断接功能，这是其4开关架构的固有特点。因此，当电源被添加时VIN上升时，降压-升压转换器的输入电流由零逐渐上升到电流限值VOUT加电上升。当降压-升压转换器断开时，VOUT和VIN以便彻底断开VOUT可安全放电直至零伏。

当输入电压很低时，使用降压升压转换器可以更好地满足一些备份应用的需要。例如，一组电容器（超级电容器、电解质电容器等）被充电到一定的电压值。如果电源失效，由于转换器允许使用电容器的所有能量，下游的降压升压转换器可以保持输出稳定。这样可以减少应用所需的电容量(电容值和电路板面积)。然而，更新的转换器仍然需要2.xV只有输入电压才能运行。因此，如果用户想从一个低于2.xV要获得功率，需要使用一些技能(反馈等)。很多DC/DC转换器做不到这一点。

幸运的是，AD降压-升压转换器产品解决了许多这样的问题。就输入要求达到40V就情况而言，LTC3115-1/-2和LTC3114-1非常适合。输入电压高达15V可使用时间LTC3111、LTC超低静态电流312LTC3129。在不久的将来，LTC311x该系列产品将输入电压能力扩展到18V，并支持降压模式5A输出电流。然而，该行业仍有未弥合的差距，可以与12V/24V系统兼容同时提供6000mA适度输出电流，启动后低压运行，具有超低静态电流AD芯片压型DC/DC转换器。

新的超低IQ降压-升压转换器

显然，解决上述问题的降压升压解决方案应具有以下特点：

?在宽输入/输出电压范围内运行

?能够提供足够的输出电流

?超低IQ

?低输出噪声/纹波

?高效运行

?当输出断接以升压模式运行时

?外部部件最少，设计方便

?热性能优异

为满足这些需求，AD不久前推出LTC3130和LTC3130-1。这些输入和输出额定值为25V单片同步降压-升压转换器在降压模式下可提供600mA输出电流，同时极低1.2μA无负载静态电流(见图1)。每个设备提供2.4V至25V输入电压范围及1V至25V输出电压范围(LTC3130可调，见图2)，并在输入高于、低于或等于输出时提供稳定的输出。一旦启动，这些设备的典型输入电压要求仅为0.6V。用户可选的突发模式(BurstMode)运行将静态电流降至1.2μA，从而提高了轻负荷的效率，延长了电池的运行时间。LTC3130/-1专用降压-升压拓扑在所有工作模式下都提供低噪声和无抖动开关，非常适合对电源噪声敏感RF高精度模拟应用。这些设备还包括可编程最大功率点控制(MPPC)从而保证光伏电池等非理想电源的最大功率。LTC3130的所有功能LTC3130-1都提供，但LTC3130-1提供4个用户可选的固定输出电压：1.8V、3.3V、5V和12V，可调输出版本(见表1)无需电阻分压器即可实现。

图1：LTC典型的3130应用原理图和功能

图2：LTC3130的VOUT反馈分压器方程和原理图

表1：LTC3130-1的VOUT编程设定值

LTC3130/-1有充足的电压裕度，可应对1至6节串联锂电池输入系统和可能遭遇大的噪声尖峰的标称12V系统和24V传感器供电。最低660mA电感器电流限制提供升压模式的输出电流能力，特别是必须使用3.3V、5V或电池等低输入电压24V就传感器而言。

LTC3130/-1包括4个内部低RDSONN沟道MOSFET，提供高达95%的效率。转换器可以通过提供低至7可以启动.5μW实现功率电源LTC3130/-1非常适合薄膜太阳能电池等弱电源的应用。此外，为了提供低噪声连续切换，可以禁止紧急模式运行。LTC3130/-1的恒定1.2MHz开关频率保证了低噪声和高效率，同时最大限度地减小了外部组件的尺寸(见图3)。

图3：在14.4VIN至12VOUT、200mA时，LTC3130/-1的效率为94%

内置环路补偿和软启动减少了外部组件的数量，简化了设计。其他特点包括良好的电源指示器、引脚可选电流限制和准确性RUN引脚门限，外部VCC输入和过热停机。器件兼具纤巧的外部组件、很宽的工作电压范围、紧凑的封装和超低静态电流特色，非常适合始终保持接通应用，因为在这类应用中，延长电池运行时间最重要。应用包括长寿命电池供电仪器、便携式军用无线电、低功率传感器和太阳能电池板后稳压器/充电器电路。

LTC3130/-1集成了两个低压差(LDO)产生稳压器VCC，一个来自VIN，另一个来自EXTVCC。只要VCC保持足够的电压，转换器将使用任何输入源。

LTC3130/-1耐热性增强20引线3mmx4mmQFN和16引线MSOP封装。E设备级和I级版本规定–40°C至125°C在工作温度范围内运行。

24V传感器应用

图4显示了电池供电型24V传感器电源。传感器功率由锂亚硫酰氯主电池提供，可靠性高，使用寿命长。为了最大限度地延长使用寿命，传感器仅由持续时间短的信号激活，每次激活之间的时间间隔很长，因此当传感器不激活时，它将回到接近零功率的状态。LTC3130可以选择200mA输入电流限制(LLIM引脚=GND)，当传感器激活时，电流限制可以用来最大限度地降低从高输出阻抗锂亚硫酰氯主电池获得的峰值电流，进一步延长电池的使用寿命。在漫长的空闲周期中，驱动RUN低电平引脚，关闭LTC3130，从24V输出仅吸取1μA。传感器和24在长空闲周期内V断开或关闭电压轨24V输出电容器的放电。这样保持24V输出时，传感器可以快速加电，进行所需的测量，然后再次断电，而无需等待24V电源轨充电。当传感器正常工作时，此DC/DC转换器效率高达83%。

图4：具200mAILIM限制电池电压下降的电池电源24V转换器

EXTVcc功能

如果>3V(范围：3V至25V)，LTC3130的EXTVCC就给IC供电。EXTVCC输入可用：

自举至VOUT允许更低VIN能力

自举至VOUT以在高VIN时提高效率

从一个外部电源启动以适合VIN非常低的应用程序(见图5)

图5：LTC3130/-1转换器自举至VOUT，以消除电池泄漏，同时允许用一个1V或更低的VIN启动和稳压电源

控制最大功率点

LTC最大功率点控制3130/-1(MPPC)输入可与可选的外部压缩机一起使用，动态调控制的电感电流，使光伏板等高阻抗电源保持最低输入电压，最大限度地提高输入功率传输，防止VIN负载下降到过低。这种方法可以使转换器的输入电压跟随可编程的最大功率提取点，如光伏电池。参考图6，获取详细信息。

图6：外部电阻分压器MPPC放大器

结论

同相降压-升压转换器是一种极其灵活和有用的电源组件。AD的LTC输入输出额定值为3130/-1V在降压模式下，输出电流额定值为600mA，静态电流极低的1.2μA。这些设备扩大了降压升压应用的应用范围，使该应用能够满足各种具有挑战性的电源要求，包括非精确稳定的5V/12V/18V适配器、各种类型的电池、小型太阳能电池板和可再充电电源。这些设备使用非常灵活MPPC和EXTVCC其他功能可以实现一系列独特的供电方案，非常适合解决各种应用问题。