摘 要：ltc3414是美国凌特公司生产的新型高效dc-dc降压转换器。介绍了ltc3414的性能结构及设计实例。
关键词：dc-dc转换器；降压；纹波；ltc3414
1 引言
ltc3414是美国凌特公司生产的单片高效、固定频率、电流模式、降压型dc-dc转换器。输入电压范围2．25～5．5 v，提供4 a0．8～5 v的电压输出；使用导通电阻67 mω的内部同步电源开关不但提高了转换效率，而且避免使用外部肖特基二极管；可通过外接电阻或同步外部时钟设置开关频率；100％的占空比允许低电压工作，在便携 式系统中扩大了电池的寿命；opti-loop补偿提供了快速瞬态响应，进一步提高了负载和输出电容的范围。
ltc3414既可工作在脉冲模式，也可工作在连续模式。连续模式减少噪音和频率干扰，而脉冲模式可在轻负载条件下减少充电损失从而提高效率。输出纹波可根据使用需要通过外部控制的箝位电平来调节。ltc3414的具体特点如下：
(1)转换效率高达95％。
(2)低静态电流(仅64μa)。
(3)转换频率可从300k～4m hz可调。
(4)同步开关频率。
(5)输入电压范围2．25～5．5 v。
(6)输出电压精度±2％。
(7)过温度保护。
(8)20脚tssop封装。
(9)低失调控制：100％占空比。
(10)输出电流4 a。
(11)调节钳位电平可选择强制连续/脉冲工作模式。
(12)较低的内部开关导通电阻：67 mω。
(13)0．8 v基准电压允许低输出电压。
(14)输出电压监控。
2 管脚功能
pgnd(1，10，11，20)电源地 该脚与cin cout的负极应尽可能靠近。
rt(2)振荡器电阻输入脚 从该脚连接一电阻到地设置开关频率。
sync/mode(3)模式设置和外部时钟同步输入脚 依靠svin脚设置连续工作模式，用钳位电平设置该脚电压在0～1 v之间，设置为脉冲工作模式。
run/ss(4)运行控制和软启动输入脚 该脚电压低于0．5 v时，关闭ltc3414。在关闭状态下，芯片所有功能失去作用，有小于1μa的关闭电源电流。从该脚接一电容设置钳位和满负荷工作电流的时间。
sgnd(5)信号地 所有小信号元件和补偿元件应该连接这个点，然后依次连接到pgnd脚。
nc(6)悬空脚 无内部连接。
pvin(7，14)电源输入脚 该脚与信号地sgnd通过一电容相连。
pgood(17)电源安全输出控制脚 当输出电压不在稳压点±7．55的范围内时，开通漏级逻辑输出，此时，该脚输出低电平。
ith误差放大器补偿脚 补偿电流随控制电压而增加。正常电压范围为0．2～1．4 v，其中0．4 v为零检测电压(零电流)。
vfb反馈输入脚输出端经vfb连接一分压器作为反馈电压。
3 设计步骤
ltc3414转换器外围元件的选择由最大负载电流决定，他包括工作频率、电感值和cin，cout的选择。
3．1 工作频率
工作频率的选择要考虑转换效率和元件尺寸，较高的工作频率允许使用较低数值的电感和电容，反之，则因减少了内部开关损失而效率得到提高，但需较大的电感和电容以降低输出纹波。
ltc3414的工作频率由连接在rt脚与地线之间的外部电阻决定，电阻值设置振荡器内部时间电容的充放电斜率电流，该电阻的计算公式为：
虽然频率有可能高于4 mhz，但ltc3414的最小工作时间受最小工作占空比限制，最小工作时间典型值为110 ns，因此，最小占空比为100·110 ns·f(hz)
3．2 电感选择
对于给定的输入、输出电压，电感值和工作频率决定了纹波电流，纹波电流δil随vin和vout增加而增加，随电感值的增加而减小。
低纹波电流能够减小电感磁芯损耗、输出电容低等效电阻的损耗和输出电压纹波，芯片在低频、小纹波电流条件下获得最大转换效率，但这需要较大的电感值。选择纹波电流合适的考虑是：δil＝0．4(im ax)，输入电压vin最大时纹波电流最大。为了保证纹波电压低于产品的最大值，电感的选择按公式(3)计算：
电感值同样会对脉冲模式工作产生影响。当峰值电感电流下降到钳位电平设置的临界点时，开始低电流工作阶段。低电感值导致高纹波电流，造成低负载电流。同时，在一定低电流工作范围内引起转换效率降低。在脉冲工作模式，低电感也会使得脉冲频率增加。
3．3 电感磁芯的选择
电感值确定后，则应选择电感磁芯。实际电感磁芯损耗由一定电感值的磁芯尺寸决定，电感值对磁芯损耗的影响起决定作用。电感值增加，磁芯损耗减小，但增大电感值必然增大线圈绕线长度，这又增大了铜芯损耗。
铁氧体磁芯有非常低的磁芯损耗和高开关频率，因此，设计主要考虑如何减少铜损和阻止饱和。铁氧体磁芯材料饱和度高，这意味着当超过设计峰值电流时，电感会迅速失去作用，这会导致电感纹波电流和输出纹波电压的迅猛增大。因此，绝不能允许磁芯饱
