500mA低噪聲、高效率電荷泵演示電路DC863快速上手

一、電路概述

演示電路DC863是一款采用3mmx3mm DFN封裝的LTC3203的500mA低噪聲、高效率電荷泵轉(zhuǎn)換器。它有三種組裝版本，分別是DC863A - A、DC863A - B和DC863A - C，分別采用了LTC3203B、LTC3203 - 1和LTC3203B - 1。DC863A - A被編程為產(chǎn)生3.3V的穩(wěn)壓輸出，而DC863A - B/DC863A - C則可產(chǎn)生用戶可選的4.5V或5V固定輸出電壓，輸入電壓范圍為2.7V至5.5V。當(dāng)輸入電壓高于2.9V（4.5V輸出）、3.1V（5V輸出）或全輸入范圍（3.3V輸出）時(shí)，輸出電流可達(dá)500mA。

文件下載：DC863A-A.pdf

二、性能總結(jié)

從這些數(shù)據(jù)中我們可以思考，不同的輸入電壓和輸出電壓組合下，效率和輸出電流的變化規(guī)律是怎樣的呢？這對(duì)于我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中選擇合適的輸入輸出參數(shù)有很大的指導(dǎo)意義。

三、快速啟動(dòng)步驟

1. 跳線設(shè)置

將跳線置于以下位置：JP1置于“On”，JP2選擇5V（或4.5V）。

2. 電源連接

在電源關(guān)閉的情況下，將2.7V - 5.5V、1A的電源連接到Vin和GND。

3. 負(fù)載連接

將負(fù)載連接到Vout和GND。

4. 開啟電源

開啟輸入電源，要注意輸入電壓不要超過5.5V。

5. 檢查輸出電壓

對(duì)于DC863A - B和DC863A - C，Vout應(yīng)根據(jù)JP2的位置測(cè)量為5V（可能在4.8V至5.2V之間變化）或4.5V（可能在4.32V至4.68V之間變化）。對(duì)于DC863A - A，Vout通常為3.3V，在3.168V至3.432V之間變化。如果沒有輸出，可暫時(shí)斷開負(fù)載，確保負(fù)載設(shè)置不過高。

6. 開關(guān)控制

將JP1跳線連接到“off”位置可關(guān)閉LTC3203，將跳線返回“on”位置可開啟LTC3203。

7. 參數(shù)調(diào)整與觀察

在建立了合適的輸出電壓后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整負(fù)載，并觀察輸出電壓調(diào)節(jié)、紋波電壓、效率和其他參數(shù)。

四、工作原理

LTC3203 - 1/LTC3203B/LTC3203B - 1使用開關(guān)電容電荷泵將(V_{IN})升壓到穩(wěn)壓輸出電壓。通過電阻分壓器感測(cè)輸出電壓，并根據(jù)誤差信號(hào)調(diào)制電荷泵輸出電流來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。兩相非重疊時(shí)鐘激活電荷泵開關(guān)，飛跨電容的典型充放電頻率為1MHz（2x模式）或0.9MHz（1.5x模式）。獨(dú)特的架構(gòu)保持相對(duì)恒定的輸入電流，以實(shí)現(xiàn)盡可能低的輸入噪聲。

電荷泵可以在兩種電壓轉(zhuǎn)換模式下工作：1.5x或2x。在1.5x模式下，飛跨電容在第一個(gè)時(shí)鐘相位串聯(lián)充電，在第二個(gè)時(shí)鐘相位并聯(lián)堆疊在(V{IN})上。在2x模式下，飛跨電容在交替時(shí)鐘相位從(V{IN})充電，一個(gè)電容從(V{IN})充電時(shí)，另一個(gè)電容堆疊在(V{IN})上并連接到輸出。兩個(gè)飛跨電容異相工作，以最小化輸入和輸出紋波。

當(dāng)輸入電壓高于閾值時(shí)，電荷泵以1.5x模式工作；當(dāng)輸入電壓低于閾值時(shí)，電荷泵以2x模式工作以提高輸出電流。通過適當(dāng)組合這兩種模式，可以針對(duì)所需的輸出電流優(yōu)化效率和(V_{OUT})紋波。關(guān)于突發(fā)模式操作、軟啟動(dòng)和短路/熱保護(hù)的詳細(xì)信息可以在LTC3203的數(shù)據(jù)手冊(cè)中找到。大家不妨思考一下，在實(shí)際應(yīng)用中如何根據(jù)輸入電壓和輸出需求來選擇合適的工作模式呢？

總的來說，DC863電路憑借其多種功能和靈活的工作模式，為電池供電的便攜式系統(tǒng)中對(duì)高電流有需求且空間受限的應(yīng)用提供了強(qiáng)大的解決方案。