隨著便攜式電子設計人員不斷要求減小組件尺寸，凌力爾特推出了 LT1611 和 LT1613 SOT-23 開關穩壓器。這些電流模式、恒頻器件包含內部 36V 開關，能夠產生 400mW 至 2W 的輸出功率，采用 5 引腳 SOT-23 封裝。LT1613 具有一個標準的正反饋引腳，專為調節正電壓而設計。LT1611 具有一種新穎的反饋方案，專為直接調節負輸出電壓而設計，而無需使用電平轉換電路。升壓型、單端初級電感轉換器 （SEPIC） 和反相配置可通過 LT1613 和 LT1611 實現。高壓開關可輕松實現難以實現但常用的 DC/DC 轉換器功能，例如四節電池至 5V、5V 至 –5V、5V 至 –15V 或 5V 至 15V。

兩款器件的開關頻率均為1.4MHz，允許使用纖巧型電感器和電容器。許多規格用于 LT1613 和 LT1611 的組件的高度均為 2mm 或更小，從而提供了一種扁平的解決方案。輸入電壓范圍為 1V 至 10V，靜態電流為 2mA。在停機模式下，靜態電流降至 0.5μA。恒定頻率開關產生易于濾波的低幅度輸出紋波，這與脈沖跳躍或PFM型轉換器的典型低頻紋波不同。內部補償電流模式控制提供良好的瞬態響應。

LT1613 升壓型轉換器提供了一個 5V 輸出

圖1的電路詳細介紹了一個升壓轉換器，該升壓轉換器從5.200V輸入提供3V/3mA電流。輸入范圍為 1.5V 至 4.5V，使電路可采用多種輸入電源，例如 2 節或 3 節電池、單節鋰離子電池或 3.3V 電源。如圖2所示，采用88.4V輸入時效率達到2%。從3.3V輸入到47Ω負載的啟動波形如圖3所示;轉換器在大約250μs內達到穩壓。由于使用了內部補償網絡，該器件需要一些大容量電容。一個10μF陶瓷輸出電容，可增加一個與R1并聯的相位引線電容;該電容器通常在 10pF–100pF 范圍內。

圖1.該升壓轉換器將 1.5V 至 4.2V 輸入升壓至 5V。它可以從250.3V輸入提供3mA電流。

圖2.圖1升壓轉換器的效率

圖3.利用3.3V輸入將轉換器啟動升壓至50Ω負載。

LT1613 5V 至 15V 升壓型轉換器

通過改變電阻分壓器的值，可以以類似于圖15所示的5V轉換器的方式產生1V電源。圖4所示為轉換器。L1的值已更改為10μH，以提供相同的di/dt斜率和更高的輸入電壓。該轉換器從 15V 輸入提供 60V/5mA 輸出，效率高達 85%，如圖 5 的效率圖所示。

圖4.這款 4 節電池至 15V 升壓轉換器可從 50V 輸入提供 3mA 電流。

圖5.圖4電路的效率

LT1613 4 節至 5V SEPIC

4 節電池對 DC/DC 轉換器設計人員提出了獨特的挑戰。新電池的測量值約為 6.5V，高于 5V 輸出，而在使用壽命結束時，電池電壓將測量為 3.5V，低于 5V 輸出。簡單的開關穩壓器拓撲（如升壓或降壓）只能增加或降低輸入電壓，在這種情況下無法解決問題。解決方案是SEPIC。該轉換器需要一個雙繞組電感器或兩個獨立的電感器。圖6詳細介紹了該電路。應用中指定使用勝美達CLS62-150 15μH雙電感器，但可以使用兩個15μH單元。采用 125.3V 輸入可產生高達 6mA 的電流。圖7的圖表顯示了轉換器效率，峰值為77%。5mA至105mA負載階躍下的瞬態響應如圖8所示。轉換器在200μs內建立到最終值，最大擾動低于200mV。V 的雙曲線外圖8中的負載下實際上是由輸出電容C1的ESR引起的4.2MHz開關紋波。更好的（較低的ESR）輸出電容將降低輸出紋波。

圖6.這款單端初級電感轉換器 （SEPIC） 從高于或低于 5V 的輸入電壓產生 5V。

圖7.圖6的SEPIC的效率達到77%。

圖8.SEPIC瞬態響應，5V輸入，負載階躍為5mA至105mA。

LT1611 5V 至 –5V 反相轉換器

一個低噪聲 –5V 輸出可采用一種反相拓撲與 LT1611 一起產生。該電路如圖9所示，與上述SEPIC有些相似，但輸出與第二個電感串聯。這導致非常低的噪聲輸出。該電路可采用 5V 輸入提供 –150V/5mA 電流，或采用 100V 輸入提供高達 3mA 電流。圖10所示的效率峰值為75%。圖11顯示了啟動波形。在啟動期間，開關電流增加到大約1A。在此電流下，勝美達單元的電感降低，導致圖11所示開關電流跡線中明顯的紋波電流增加。電路達到穩壓后，紋波電流降低約兩倍。負載為100mA時的開關波形如圖12所示。輸出電壓紋波是由電感中的紋波電流乘以輸出電容ESR引起的。

圖9.該反相轉換器采用 5V 輸入提供 –150V/5mA 電流。

圖 10.5V至–5V反相轉換器效率達到76%。

圖 11.5V至–5V反相轉換器啟動至47Ω負載。

圖 12.100mA負載反相轉換器的開關波形

雖然20mVP-P圖12所示的紋波很低，通過明智的元件選擇可以獲得顯著的改善。圖13詳細介紹了相同的5至–5V轉換器功能以及更好的輸出電容。現在，輸出紋波測量僅為4mVP-P.此外，通過增加相位引線電容器C5，瞬態響應得到改善。圖14顯示了25mA至125mA負載階躍的負載瞬態響應。最大擾動低于30mV，轉換器在大約250μs內達到最終值。

圖 13.低噪聲反相轉換器;元件選擇和前饋電容 C5 可將噪聲降低至 4mVP-P.

圖 14.對于30mA至25mA負載階躍，低噪聲反相轉換器的瞬態響應低于125mV。穩態輸出紋波為 4mVP-P.

重要的是要注意圖 9 和圖 13 是如何繪制的。D1 的陰極在兩個引腳均連接至接地層之前返回到 LT1611 的 GND 引腳。這種連接結合了開關和二極管的電流，它們在交替相位上傳導。兩個電流的總和等于一個沒有突然變化的電流，從而最大限度地減少了由接地層中幾納亨電感引起的di/dt感應電壓。然后將該總電流沉積到接地層中。如果不遵循這種技術，轉換器輸出端可能會出現100mV尖峰（我根據經驗說：我的前幾塊面包板都有這個問題）。

許多系統（如個人計算機）都有 12V 電源可用。雖然 LT1611 V在引腳具有一個最大值為 10V，36V 開關允許為電感器使用一個 12V 電源，而 LT1611 的 V在引腳仍由5V驅動，如圖13所示。以這種方式可以獲得顯著更高的輸出功率，如圖15的效率圖所示。

圖 15.L12A 的 1V 電源將效率提高到 81%，輸出電流增加到 350mA。

LT1611 4 節電池至 –10V 反相轉換器

–10V低噪聲輸出的產生方式與上述–5V電路類似。圖16的電路可以從10.60V輸入提供–3V/6mA電流。如圖 17 所示，效率高達 78%。

圖 16.4節電池至–10V反相轉換器采用75V輸入提供4mA電流。

圖 17.4節電池至–10V轉換器效率。

結論

與具有一個大型開關穩壓器和一個定制變壓器的多輸出反激式設計相比，多電源應用中單獨控制輸出的靈活性可使多個 LT1611 / LT1613 轉換器更具吸引力。改變多輸出反激式上的輸出電壓需要改變變壓器匝數比，這不是一項簡單的任務。相反，采用多個 LT1611 / LT1613 方法對每個輸出進行單獨控制，從而提供了對每個輸出電壓的完全控制以及電源排序。LT?1611 和 LT1613 SOT-23 開關穩壓器為狹小空間內的發電需求提供了小型、低噪聲解決方案。

審核編輯：郭婷