輸出電流。100毫安

低損耗。100毫安時為1.1伏

工作范圍。3.5伏至15伏

參考和誤差放大器

法規

外部關閉

外部振蕩器同步

設備可以并聯

針對針兼容

LTC1044/7660型

描述

LT1054是一種雙極開關電容器帶調節器的電壓轉換器。它提供了更高的輸出電流和電壓顯著降低比以前可用的轉換器損耗。安自適應開關驅動方案優化在廣泛的輸出電流范圍內的效率。100毫安輸出電流下的總電壓降通常為1.1 V。這適用于電源電壓范圍為3.5 V至15 V。靜態電流通常為2.5毫安。LT1054還提供了調節功能，這是以前在開關電容電壓中不可用的功能轉換器。通過增加一個外部電阻分壓器，可以獲得一個可調節的輸出。這個輸出是調節的防止輸入電壓和輸出電流的變化。LT1054也可以通過接地來關閉反饋終端。關機時的電源電流通常為100μA。LT1054的內部振蕩器以25 kHz的標稱頻率運行?？梢允褂谜袷幤鞫俗诱{整開關頻率或外部同步LT1054。LT1054C的特點是在0°C到70°C的自由空氣溫度范圍內工作。LT1054I其特點是在−40°C至85°C的自由空氣溫度范圍內工作。

工作自由空氣溫度范圍內的絕對最大額定值（除非另有說明）

電源電壓，VCC（見注1）16 V。

輸入電壓范圍，VI：FB/SD 0伏至V。OSC 0 V至Vref。

結溫TJ（見注2）：LT1054C 125。攝氏度

LT1054I 135。攝氏度

封裝熱阻抗，θJA（見注釋3和4）：DW封裝57。攝氏度/瓦P包85。攝氏度/瓦

儲存溫度范圍，Tstg−55?！鉉至150°C‡超過“絕對最大額定值”中列出的應力可能會對設備造成永久性損壞。這些只是壓力等級，以及在“推薦操作條件”中所述的條件或任何其他條件下，設備的功能性操作不會發生暗指的。長時間暴露在絕對最大額定條件下可能會影響設備的可靠性。

注：1. 16 V的絕對最大電源電壓額定值適用于未經調節的電路。對于VOUT≤15 V的調節模式電路額定值可增加至20 V。

2.器件在最高絕對結溫下都能正常工作。

3.最大功耗是TJ（max）、θJA和TA的函數。任何允許的最大允許功耗環境溫度為PD=（TJ（max）−TA）/θJA。在150°C的絕對最大TJ下運行可能會影響可靠性。

4.根據JESD 51-7計算封裝熱阻抗。

建議操作條件下的電氣特性（除非另有說明）

LT1054C的全量程為0°C至70°C，LT1054I的全量程為−40°C至85°C。

所有典型值為TA=25°C。

注：5.所有調節規格適用于作為正-負轉換器/調節器連接的裝置，R1=20 kΩ，R2=102.5 kΩ，外部電容器CIN=10μF（鉭），外部電容器COUT=100μF（鉭），C1=0.002μF（見圖15）。

6.對于電壓損失測試，設備作為電壓逆變器連接，端子1、6和7未連接。電壓損失在其他配置中可能更高。CIN和COUT是外部電容器。

7.輸出電阻定義為10毫安至100毫安輸出電流的曲線斜率（∆VO與∆IO）。這代表曲線的線性部分。由于這種特性，當電流小于10mA時，曲線的增量斜率更高開關晶體管。

回顧一個基本的開關電容構建塊有助于理解LT1054的操作。圖12中所示的開關處于左側位置，電容器C1向V1處的電壓充電?？傎M用C1是q1=C1V1。當開關向右移動時，C1放電至V2電壓。出院后時間，C1上的電荷為q2=C1V2。電荷已從源V1傳輸到輸出V2。這個轉移的電荷量如方程式1所示。

如果開關每秒循環f次，單位時間（即電流）的電荷轉移如方程式所示

為了得到開關電容網絡的等效電阻，這個方程可以用電壓重寫阻抗等效如等式3所示。

新變量REQUIV定義為REQUIV=1÷fC1。開關電容網絡的等效電路為如圖13所示。LT1054具有與基本開關電容積木相同的開關動作。偶數雖然這種簡化不包括有限的開關導通電阻和輸出電壓紋波，但它提供了一個洞察力了解設備的工作原理。

這些簡化電路將電壓損失解釋為振蕩器頻率的函數（見圖7）。作為振蕩器頻率降低，輸出阻抗最終由1/fC1項控制，電壓損失上升。電壓損失也隨著振蕩器頻率的增加而增加。這是由內部開關損耗引起的在每一個開關周期中損失一些有限的電荷。每單位周期的電荷損失乘以開關頻率，變成電流損耗。在高頻下，這種損耗變得顯著，電壓損耗再站起來。LT1054的振蕩器設計為在電壓損失最小的頻帶內工作。

當CIN與輸入電源并聯切換時，電源電壓VCC交替地將CIN充電到輸入電壓當CIN和COUT并聯切換時，電荷轉移到COUT上。開關發生在振蕩器處頻率。在CIN充電期間，峰值電源電流約為輸出電流的2.2倍。在CIN向COUT輸送電荷的過程中，電源電流下降到輸出電流的0.2倍左右電流。輸入電源旁路電容器提供LT1054和平均值的部分峰值輸入電流從電源引出的電流。最小輸入電源旁路電容器為2μF，優選鉭或一些建議使用其他低等效串聯電阻（ESR）類型。在某些情況下，更大的電容器是可取的。例如，當實際輸入電源通過長引線連接到LT1054時，或LT1054產生的脈沖電流可能會通過電源耦合影響其他電路。除了作為輸出端，VOUT還連接到器件的基板上。必須特別小心LT1054電路，以避免使VOUT相對于任何其他端子為正。對于有輸出的電路負載從VCC連接到VOUT或從外部正電源電壓連接到VOUT，外部晶體管必須添加（參見圖14）。這種晶體管可防止在啟動時電壓被拉到GND以上。任何小的可以使用諸如2N2222或2N2219器件之類的通用晶體管。電阻器R1應選擇為為外部晶體管提供足夠的基極驅動，使其在額定輸出電壓和最大輸出電壓下飽和輸出電流條件。

參考電壓為參考電壓（參考電壓為105V-5）的參考電壓。這個調整了基準電壓（TC）的輸出電壓系數接近于零。如典型性能曲線所示，這要求參考輸出具有正TC。這個非零漂移是抵消內部基準分配器和比較器網絡固有的漂移項所必需的到反饋終端。這些漂移項的總體結果是調節輸出，在輸出電壓低于5 V，當輸出電壓高于5 V時，TC略為負值。對于調節器反饋網絡，參考輸出電流應限制在約60μA。短路時Vref消耗約100μA接地，不影響內部基準/調節器。此端子也可以用作LT1054的上拉裝置需要同步的電路。CAP+是輸入電容器CIN的正極，在VCC和地之間交替驅動。當行駛到VCC，CAP+來自VCC的電流源。當被驅動到地面時，CAP+將電流匯至地面。蓋−是負數輸入電容器的一側，在接地和電壓輸出之間交替驅動。當開到地面時，蓋子下沉對地電流。當驅動至VOUT時，CAP−源于COUT的電流。在所有情況下，電流都在開關中流動是單向的，當使用雙極開關時應該是這樣。OSC可用于提高或降低振蕩器頻率或使設備與外部時鐘同步。內部，OSC連接到振蕩器定時電容器（Ct≈150 pF），通過電流源為±7μA，因此占空比約為50%。LT1054振蕩器設計為磨合開關損耗最小化的頻帶。但是，頻率可以提高、降低或如有必要，與外部系統時鐘同步?？赏ㄟ^在距電容器5−20 pF范圍內添加外部電容器（圖15中的C2）來增加頻率+致OSC。這個電容器將電荷耦合到電流互感器中在開關轉換處。這縮短了充放電時間乘以并提高振蕩器頻率。同步可以通過增加一個外部上拉電阻來實現從OSC到Vref。建議使用20-kΩ上拉電阻器。開路集電極柵極或npn晶體管可以用于以圖15所示的外部時鐘頻率驅動OSC。通過在OSC和地面之間增加一個外部電容器（圖15中的C1），可以降低頻率。這增加了充放電時間，降低振蕩器頻率。

反饋/關機（FB/SD）終端有兩個功能。將FB/SD拉到停機閾值以下（≈0.45 V）使裝置停機。停機時，參考/調節器關閉，開關停止。開關的設置使得CIN和COUT都通過輸出負載放電。靜態電流停堆時降至約100μA。任何打開的集電極柵極均可用于將LT1054放入關機。對于正常（未調節）操作，當外部門關閉時，設備將重新啟動。在LT1054電路采用調節功能，外部電阻分壓器可提供足夠的下拉保持在輸出電容器（COUT）完全放電之前，設備處于關機狀態。對于大多數應用程序，其中由于1054電容器的輸出不斷續運行，所以電容器不存在斷續運行的問題與設備的關閉時間相比很短。在設備必須在輸出前啟動的應用程序中電容器（COUT）已完全放電，必須對LT1054的FB/SD施加重啟脈沖。使用電路如圖16所示，重啟信號可以是脈沖（tp>100μs）或邏輯高。二極管耦合重啟輸入FB/SD的信號允許輸出電壓上升和調節而不出現過沖。電阻分壓器R3/R4應選擇圖16所示，以在FB/SD下提供0.7−1.1 V的信號電平。FB/SD也是LT1054誤差放大器的反向輸入，因此，可以用來獲得一個可調節的輸出電壓。

選擇最接近的1%值。顯示的管腳編號適用于P包。

法規（續）

LT1054的誤差放大器驅動pnp開關控制輸入電容器（CIN）的電壓，它決定了輸出電壓。當使用LT1054的基準和誤差放大器時，外部電阻分壓器是所有需要設置調節輸出電壓。圖16顯示了基本調節器配置和計算適當電阻值的公式。R1應為20 kΩ或更大因為參考電流被限制在±100μA。R2應在100 kΩ到300 kΩ的范圍內。頻率補償是通過調整CIN與COUT的比值來實現的。為獲得最佳結果，該比率應約為1:10。良好負載調節所需的電容器C1應所有輸出電壓為0.002μF。功能框圖顯示最大調節輸出電壓受電源電壓限制。對于基本配置，參考LT1054接地端子的VOUT必須小于總數電源電壓減去開關引起的電壓損失。電壓損失與輸出電流在典型的性能曲線中可以找到開關。其他配置，如負極倍頻器，可以在降低輸出電流的情況下提供更高的電壓。

電容器選擇

而CIN和COUT的準確值是非臨界的、高質量的低ESR電容器，如固態鉭是在大電流下使電壓損失最小化所必需的。對于CIN，血沉的影響電容器乘以4，因為開關電流大約是輸出電流的兩倍。在充電和放電循環中都會發生損耗，這意味著一個電容器的ESR為1Ω與將LT1054的輸出阻抗增加4Ω的效果相同。這意味著電壓損失增加。電流大約相等時交替地充放電輸出電流。電容器的ESR使開關處的輸出紋波出現階躍函數過渡。此階躍函數降低輸出負載電流變化時的輸出調節，應避免。為了獲得低ESR和合理的成本，一種技術是并聯一個較小的鉭電容器配有大型鋁電解電容器。

輸出紋波

峰間輸出紋波由輸出電容和輸出電流值決定。峰間輸出紋波近似為：

哪里：

∆V=峰間紋波

fOSC=振蕩器頻率

對于具有顯著ESR的輸出電容器，必須添加第二項來說明切換轉換。此步驟大約等于： 2出  COUT的ESR 

功率損耗

必須限制LT1054電路的功耗，以使器件的結溫不超過最大結溫額定值?？偣挠蓛蓚€計算得出組件-開關電壓下降導致的功率損耗，以及驅動電流導致的功率損耗損失。LT1054消耗的總功率計算如下：

其中VCC和VOUT均參考地。其功耗相當于線性調節器。LT1054封裝有限的功率處理能力導致有限的輸出電流對于大的輸入或輸出，可以采取措施來消耗LT1054外部的功率差異。這是通過將一個電阻器與CIN串聯來實現的，如圖17所示。一部分在不影響輸出調節的情況下，輸入電壓通過該電阻下降。因為開關電流是當CIN同時充電時，大約2.2倍的輸出電流和電阻器會導致電壓下降放電時，選擇的電阻如下：和IOUT=所需的最大輸出電流系數1.3允許LT1054有一定的營業利潤。當在100毫安輸出電流下使用12-V至−5-V轉換器時，在沒有外部電阻器。

功耗（續）

對于商用塑料裝置，在130°C/W的RθJA下，結溫升高122°C。設備超過環境溫度25°C時的最高結溫。計算功率使用外部電阻器（RX）耗散，確定RX上可以降低多少電壓。這個LT1054在標準調節器配置中，輸出電流為100毫安時的最大電壓損失為1.6伏。

電阻器將LT1054消耗的功率降低（4.9 V）（100 mA）=490 mW。總功率LT1054的消散量等于（940 mW−490 mW）=450 mW。結溫升為58℃。盡管商用器件在125°C的結溫下仍能正常工作，但這些規范都是經過測試的在本例中，這意味著將環境溫度限制在42°C允許更高的環境溫度，LT1054封裝的熱阻值表示最壞情況下的數字，沒有下沉和靜止的空氣。小散熱片可以用在較低的散熱片上LT1054封裝的電阻。一些系統中的氣流有助于降低熱阻。寬版印刷LT1054導線的電路板痕跡有助于消除設備的熱量。塑料尤其如此包裝。

注：電機轉速表為佳能CKT26-T5-3SAE。顯示的管腳編號適用于P包。

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