具有智能PowerPath控制的18V降压-升压转换器

从多个输入源进行操作的要求是 在由各种驱动力的应用中越来越普遍 电池化学成分、墙上适配器和直流电压轨 比如 USB。提供升压或降压的能力 通常需要转换，具体取决于电压 每个输入的范围和所需的输出电压。

从多个电源供电时 概念上很简单，实现 可能很复杂。损失 在电源路径中，优先级 由此产生的输入源和电压尖峰 从感应电缆插入可以全部 增加系统的成本和复杂性。

LTC3118 通过以下方式解决了这些问题 结合双通道、低损耗 PowerPath 具有高效降压-升压功能的控制器 转换器，如图1所示。这 独特的架构允许转换 从任一输入源，V国家警察或 VIN2，到 稳压输出电压，V外，可以 高于或低于任一输入。操作 高达 18V 提供足够的电压 12V 标称电源的裕量。这 转换器支持高功耗设计 能够提供超过 2A 的电流 到负载。LTC3118 的电流模式 控制架构快速响应 线路或负载瞬变，保持紧密 调节输出。电池用 支持应用程序，延长运行时间 通过突发模式操作实现®

图1.LTC3118 的双通道降压-升压型开关架构

基于 LTC3118 的设计是 灵活、节能和 小

通常采用多输入设计 带外部二极管OR电路。 虽然成本低且简单，但这些 电路承受效率损失 有源二极管的正向压降和反向 阻断二极管中的漏电流 高温。理想二极管集成电路 从凌力尔特可用于 提高效率并最大限度地减少泄漏， 但仅限于从 较高的输入源。最高 V在如果辅助 电源电压高于初级电压 能源更丰富的来源。

LTC3118 提供了“优先”操作 模式，其中 V外已供电 从 V国家警察（如果存在且有效）无论 V处的电压IN2.二极管-或 操作仍然可用在“理想 二极管“模式，增加了迟滞 防止输入时颤振 平等。与理想二极管IC一样，前进 二极管压降通过 LTC3118 的全 N 沟道 MOSFET 设计。 为了提高灵活性，每个输入源都有一个 独立的 UVLO 阈值，其中 应编程以设置输入的 最低工作电压。附加 引脚可用于提供系统 与 V在和 V外状态， 启用 改进监测和控制。

智能 PowerPath 控制器加上 单个电感降压-升压转换器 集成在 4 毫米× 5 毫米 QFN 中或 28 引脚 TSSOP 封装。简单， 灵活性和电路板面积节省 解决方案是理想的都无法比拟的 二极管或传统二极管OR功率 路径，后跟单独的降压-升压 直流/直流转换器。LTC3118 工作 在固定的 1.2MHz 频率下，优化 开关损耗之间的权衡 和外部组件尺寸。一个完整的 基于 LTC3118 的系统如 图 2，并且能够提供 400mm功率为24W2脚印。

图2.LTC3118 演示板

2芯锂离子或壁式适配器 至 12V 输出，改进 切换性能

图 3 显示了一个应用程序，其中 2芯锂离子电池放置在V上国家警察和 12V 壁式适配器放置在 V 上国家警察.在 本例选择理想二极管模式 强制从 12V 适配器操作 如果存在。如图所示，高效率 在很宽的负载范围内实现 任一输入源。电池已放置 在 V 上国家警察在此应用程序中为 V国家警察有 较低的RDS（ON）MOSFET，并且能够 在以下情况下支持稍大的负载电流 低 V在在升压模式下。最大 负载电流限制为800mA，当 从电池的低端工作 电压范围为6V。如果需要， 电源良好指示灯 V2GD 可以是 监控以允许增加负载电流 当存在 12V 适配器时。

图3.（a） LTC3118 原理图 （b） 效率曲线

通常具有多个来源的设计 涉及“热插拔”电源， 如墙上适配器，引起噪音 以及输入端的感应振铃。这些 瞬变可以通过减少 电缆的电感或增加 电容和/或电阻的大小 在输入端子，但这是 在某些系统中不切实际。A LTC3118- 基于设计能够更好地管理 这些转换和瞬态在几个 方式。2.5V至18V宽输入电压 范围可耐受电感电缆 正振铃和负振铃 方向。单独的 RUN1 和 RUN2 引脚允许设置自定义 UVLO 电平 对于每个输入，如图 3 所示。

图 4a 显示了一个热插拔事件，其中 在 V 上插入电感电缆国家警察在理想二极管模式下。如图所示， 12V 墙上适配器过冲至 17V 由于长电缆的电感。 图 4b 显示了以下情况下的响应 电缆已拔下。如图所示， LTC3118 采用 V 工作国家警察直到其 UVLO 接合在大约 9V 和工作电压 从 V国家警察简历。在这两种情况下 平均电流环路命令 必要的电感电流快速， 在 采用一个 100μF 电容器的输出。

图4.（a） 墙上适配器已插入 （b） 墙上适配器已拔下

USB/系统电源或 3 个锂离子电池 处于优先模式的单元格 启用突发以改进 电池寿命

第二个基于 LTC3118 的应用是 如图 5 所示。在此示例中， 3芯锂离子电池组放置在 V国家警察，其中 V国家警察用于 USB 输入。 由于从较低的电压工作 可用时应优先使用 USB 输入， LTC3118 被设定为 V国家警察优先权 模式。使用 USB 操作时，V国家警察和 V外电压将相似。在 升压和降压之间的界限 模式，LTC3118 的内部 PWM 电路无缝转换，从而产生 电感和输出电压抖动最小。

图5.（a） LTC3118 原理图 （b） 效率曲线

突发模式操作提供改进 任一来源轻负载时的效率， 如图5b所示。轻载时 效率显然对 电池输入，USB 输入可能会受益 以及如果由另一个供电 便携式设备。LTC3118 的平均值 电流模式控制提供出色的性能 负载阶跃响应，即使在突发模式操作中也是如此。图 6a 显示了转换 从100mA负载其中部分 工作在突发模式，负载电流可达 600mA LTC3118 进入 PWM 模式的步骤 快速，最小化V外短暂的。 请注意，USB 3.0 支持高达 1.5A 的电流 用于充电，但限制为 900mA 在数据传输过程中，建议使用USB 3.1 标准支持高达 2A

图6.（a） 突发模式操作中的负载阶跃性能。（b） 5Vout 和 12V 的最大负载电流外

由于 LTC3118 具有一个固定电感器 电流限制为3A（最小值），最大值 在升压（或接近升压）时可支持的负载电流量 模式用 V 降低在如 图6b表示5V和12V输出。 在以下情况下，这是一个重要的考虑因素 将输入源电压确定为 它们与所需的输出电压有关 和负载的功率预算。如果 LTC3118 的 V抄送供应从 5V输出如图5a所示，最大值 低输入电压下的负载电流 可以改进，如图6b所示。

备份系统

图 7 显示了备用电源系统 其中主电源在 V 上国家警察由 12V 系统电源轨或引线供电 酸性电池。一个 10mF 电容器储能器接通 V国家警察从单独的充电至18V 未显示供应。在优先的情况下 V国家警察电源中断，V1GD 指示灯 转换高以提醒系统， LTC3118 开始工作 从 V国家警察保持 V外在监管中。

图7.备份系统将系统保持超过一秒钟以允许数据存储

备份事件的范围照片 如图7所示，其中200mA 支持加载超过一秒 允许受控关机。可用 输入端的能量由下式给出：

在这种情况下，恒定的200mA负载 从 LTC3118 汲取作为 VIN 电容器在 1.35 秒内耗尽。 输出能量为 1.35 焦耳，导致 平均转换效率为84% 包括超级电容器损耗。

V抄送从 V 返回馈电外，允许 V国家警察在活动期间工作在低至 2.2V 的电压下。 RUN2 引脚连接在 V 之间国家警察和 V外在这种情况下，需要系统 开机 V国家警察到初始启动 V外并确保干净关机行为 V国家警察在备份事件期间衰减为 显示。存储电容和电压 在 V 上国家警察可以根据情况轻松修改 关于系统的要求。

总结

LTC3118 将智能 带单个电感器的 PowerPath 控制器 降压-升压转换器，产生 用于多输入设计的紧凑型平台。 宽输入/输出电压范围和 能够支持 2A 的负载电流 降压模式提供稳健的解决方案 适用于各种应用。 LTC3118 独特的开关架构 允许从更高或 将输入电压降低至稳压输出 电压。IC包含必要的 控制和指示器引脚，以提供 设计人员实现最大的系统灵活性。 平均电流模式控制提供 对输出负载阶跃的快速响应或 切换期间的输入线路步长。跟 凌力尔特最新一代降压-升压内核 和突发模式操作，均为低噪声 并且可以实现高效率。

审核编辑：郭婷