超低靜態(tài)電流電源管理IC延長(cháng)便攜應用工作時(shí)間

　　LTC3554包括兩個(gè)內置的同步降壓型穩壓器，它們以 100% 占空比工作，并且每個(gè)穩壓器能夠提供高達200mA的輸出電流，可調節輸出電壓低至 0.8V。為了增加靈活性，這兩個(gè)穩壓器可獨立控制使能和停用，并且其振蕩頻率和對應轉換速率也是引腳可選的 (1.125MHz 或2.25MHz)，從而允許應用電路動(dòng)態(tài)地對效率和EMI性能作出權衡。該IC 的高開(kāi)關(guān)頻率特性還允許使用小尺寸低成本電容器和電感器。其內置低 RDS(ON) 開(kāi)關(guān)能夠提高效率高達93%，并且使電池工作時(shí)間達到最長(cháng)。另外，突發(fā)模式 (Burst Mode) 在輕負載時(shí)優(yōu)化了效率，每個(gè)穩壓器的靜態(tài)電流僅25μA (在停機模式下 <1μA)，詳見(jiàn)圖1。另外，該穩壓器使用陶瓷電容器時(shí)可穩定，從而實(shí)現非常低的輸出電壓紋波。

　　圖2 LTC3554 在突發(fā)模式時(shí)的電池損耗電流

　　在輕負載和空載條件下，LTC3554的降壓型穩壓器自動(dòng)地切換到節能遲滯控制算法，它間歇地操縱開(kāi)關(guān)以便使開(kāi)關(guān)損耗最小。這被稱(chēng)為突發(fā)模式操作，在該模式中，降壓穩壓器使電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行足夠次數的循環(huán)， 以把輸出電容器充電至一個(gè)略高于穩壓點(diǎn)的電壓。該降壓型穩壓器隨后進(jìn)入一種減少靜態(tài)電流的休眠模式。在這種狀態(tài)下，功耗可減到最少，而輸出電容器提供負載電流。只要輸出電壓降低到穩壓點(diǎn)以下，該降壓型穩壓器便從休眠模式喚醒，并且再次調整開(kāi)關(guān)直到輸出電容器電壓再次稍高于穩壓點(diǎn)。因此休眠時(shí)間取決于負載電流，由于該負載電流決定輸出電容器的放電速率。如果負載電流增加超過(guò)大約50mA，那么該降壓型穩壓器要恢復到恒定頻率運作。

　　當STBY引腳置高電平，允許全部開(kāi)關(guān)穩壓器在待機模式下工作。在這種模式下，穩壓器保持輸出處于穩壓狀態(tài)，而獨立的降壓型穩壓器的靜態(tài)電流降低到只有 1.5μA。這種模式適合于具有微功耗待機、休眠或存儲器“持續運作”模式的應用。每個(gè)穩壓器的負載能力可降低到5mA。待機模式在負載極輕的情況下使用，此時(shí)，即使是突發(fā)模式操作的低靜態(tài)電流也被認為是過(guò)大了。

　　當兩個(gè)穩壓器其各自的PWR_ON引腳的輸入端接低電平時(shí)，每個(gè)降壓型穩壓器都被停機。在停機狀態(tài)下，每個(gè)開(kāi)關(guān)穩壓器從電源引腳 (BVIN) 只消耗幾個(gè) nA 的損耗電流。每個(gè)被禁止的穩壓器還可在其輸出端從其開(kāi)關(guān)引腳對地接一個(gè)10kΩ的下拉電阻器。

　　LTC3554提供了一個(gè)集成按鈕接口，該接口使得能夠利用單個(gè)按鈕來(lái)完成應用電路的上電和斷電操作，并通過(guò)PBSTAT輸出來(lái)發(fā)送用戶(hù)輸入信號。初次撳按按鈕將對降壓型穩壓器的上電操作進(jìn)行排序，并向應用電路供電。后續的按鈕撳按將由 PBSTAT 輸出端上的一個(gè)低電平信號來(lái)指示。通過(guò)監視PBSTAT信號，應用的微處理器就能夠改變操作或按照某個(gè)按鈕命令來(lái)執行斷電操作。另外，按鈕接口還具有一種“硬復位”狀態(tài)，通過(guò)撳按按鈕達 5 s以上即可達到該狀態(tài)。硬復位將把兩個(gè)降壓型穩壓器全部斷電，并將LTC3554置于一種超低電流 (<1μA) 狀態(tài)，從而節省電池的運行時(shí)間 (見(jiàn)圖1)。硬復位可用于給應用電路斷電，或實(shí)現從一種應用微處理器的軟件閉鎖狀態(tài)回復到正常狀態(tài)。

　　超低IQ PMIC

　　采用不可再充電電池 (例如：堿性電池或Energizer“e2”鋰電池) 甚至在終端產(chǎn)品的外部進(jìn)行充電的電池 (比如：鎳電池或可再充電堿性電池) 來(lái)給中低端便攜式電子產(chǎn)品供電的情況很常見(jiàn)。為了滿(mǎn)足此類(lèi)設備的需要，凌力爾特開(kāi)發(fā)了微功率PMIC —— LTC3101。通常在采用兩節AA電池供電的應用中，人們使用一個(gè)升壓型穩壓器來(lái)產(chǎn)生3.3V電壓軌。然而當采用e2鋰電池時(shí)，由于電池電壓較高，VBAT 會(huì )高于 VOUT，因此升壓型解決方案要么不起作用，要么效率非常低 (取決于所采用的升壓型轉換器類(lèi)型)。不過(guò)，由于LTC3101采用一個(gè)內部降壓-升壓型轉換器來(lái)產(chǎn)生3.3V電壓軌，因此沒(méi)有輸入電壓限制，并且能夠輕而易舉地處理 e2 鋰電池?？傊?，降壓-升壓型轉換器的有效性并非僅僅因為它提供了從USB/鋰電池/5V 墻上適配器輸入獲取工作電源的能力，而且還在于必需在采用所有可能的兩節AA電池輸入時(shí)實(shí)現高效運作。