LTC1626：降压型转换器采用单节锂离子电池工作
tim skovmand
ltc®1626 是一款低电压、高效率、单片式降压型 dc/dc 转换器，其输入电源电压范围为 2.5v 至 6v，这使得其非常适合单节锂离子电池应用。内置低 rds（on）开关提供高效率，并允许高达 0.6a 的输出电流。ltc1626 集成了自动节能型突发模式™操作，以减小负载电流下降时的栅极充电损耗。在无负载时，转换器仅吸收 160μa 电流，在停机模式中仅吸收 1μa 电流，非常适合对电流敏感的应用。
单节锂离子电池操作
如图1所示，充满电的单节锂离子电池在4.1v至4.2v之间开始放电循环。在大部分放电期间，电池产生3.5v至4.0v。在放电结束时，电池电压迅速下降到3v以下。放电通常端接在2.5v左右（取决于制造商的规格）。
图1.典型的单节锂离子电池放电曲线。
ltc1626 专为适应单节锂离子电池放电曲线而设计。例如，使用图2所示电路，可以在距离电池仅2.5v电压的情况下产生稳定的0.25v/2.7a稳压输出电压，从而获得尽可能长的运行时间。
图2.单节锂离子电池至2.5v转换器。
压差模式下的 100% 占空比
当锂离子电池放电时，ltc1626 平稳地从一个高效率开关模式 dc/dc 稳压器切换到一个低压差线性稳压器 （即 100% 占空比）。在这种模式下，电池输入和稳压器输出之间的压降仅受负载电流和pmos开关、电流检测电阻和电感的串联电阻的限制。当电池电压再次上升时，ltc1626 平稳地转换回一个高效率 dc/dc 转换器。
高效率5v至3.3v转换
图 3 所示电路示出了 ltc1626 用于 5v 至 3.3v 的板级转换（电流高达 0.6a）。虽然线性稳压器也可以执行此功能，但它会导致额外的1w功率损耗。ltc1626 的高效率 （图 4） 将这种损耗降低到仅 230mw。
图3.高效率5v至3.3v降压转换器。
图4.效率与负载电流的关系。
电流模式架构
ltc®1626 是一款具有突发模式操作的电流模式 dc/dc 转换器。这使得电源在宽负载电流范围内具有非常高的效率、快速瞬态响应和极低的压差特性。此外，电感电流在所有工作条件下都是可预测的，并且控制良好，使得电感的选择更加容易。
电流模式控制还赋予了 ltc1626 出色的启动和短路恢复特性。例如，当输出短路至地时，关断时间延长，以防止电感电流失控。
当短路被移除时，输出电容开始充电，关断时间逐渐减少。输出平稳地返回到稳压状态，而不会过冲。
低电压 低 rds（on）开关
ltc1626 中的集成式 pmos 开关专为在低电源电压条件下提供极低的电阻而设计。图5是开关电阻与电源电压的关系图。
图5.pmos开关电阻与输入电源电压的关系
请注意，rds（on）在0.32v时典型值为4.5ω，在0.40v时仅上升至约3.0ω。这种低开关电阻可确保在低电源电压下实现高效率开关以及低压差直流特性。
结论
ltc1626 专为采用单节锂离子电池组运作而设计。凭借其低压差、高效率和微功耗工作模式，它是蜂窝电话以及手持式工业和医疗设备的理想选择。
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单节锂离子电池操作
如图1所示，充满电的单节锂离子电池在4.1v至4.2v之间开始放电循环。在大部分放电期间，电池产生3.5v至4.0v。在放电结束时，电池电压迅速下降到3v以下。放电通常端接在2.5v左右（取决于制造商的规格）。
图1.典型的单节锂离子电池放电曲线。
ltc1626 专为适应单节锂离子电池放电曲线而设计。例如，使用图2所示电路，可以在距离电池仅2.5v电压的情况下产生稳定的0.25v/2.7a稳压输出电压，从而获得尽可能长的运行时间。
图2.单节锂离子电池至2.5v转换器。
压差模式下的 100% 占空比
当锂离子电池放电时，ltc1626 平稳地从一个高效率开关模式 dc/dc 稳压器切换到一个低压差线性稳压器 （即 100% 占空比）。在这种模式下，电池输入和稳压器输出之间的压降仅受负载电流和pmos开关、电流检测电阻和电感的串联电阻的限制。当电池电压再次上升时，ltc1626 平稳地转换回一个高效率 dc/dc 转换器。
高效率5v至3.3v转换
图 3 所示电路示出了 ltc1626 用于 5v 至 3.3v 的板级转换（电流高达 0.6a）。虽然线性稳压器也可以执行此功能，但它会导致额外的1w功率损耗。ltc1626 的高效率 （图 4） 将这种损耗降低到仅 230mw。
图3.高效率5v至3.3v降压转换器。
图4.效率与负载电流的关系。
电流模式架构
ltc®1626 是一款具有突发模式操作的电流模式 dc/dc 转换器。这使得电源在宽负载电流范围内具有非常高的效率、快速瞬态响应和极低的压差特性。此外，电感电流在所有工作条件下都是可预测的，并且控制良好，使得电感的选择更加容易。
电流模式控制还赋予了 ltc1626 出色的启动和短路恢复特性。例如，当输出短路至地时，关断时间延长，以防止电感电流失控。
当短路被移除时，输出电容开始充电，关断时间逐渐减少。输出平稳地返回到稳压状态，而不会过冲。
低电压 低 rds（on）开关
ltc1626 中的集成式 pmos 开关专为在低电源电压条件下提供极低的电阻而设计。图5是开关电阻与电源电压的关系图。
图5.pmos开关电阻与输入电源电压的关系
请注意，rds（on）在0.32v时典型值为4.5ω，在0.40v时仅上升至约3.0ω。这种低开关电阻可确保在低电源电压下实现高效率开关以及低压差直流特性。
结论
ltc1626 专为采用单节锂离子电池组运作而设计。凭借其低压差、高效率和微功耗工作模式，它是蜂窝电话以及手持式工业和医疗设备的理想选择。
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