Controladores Buck, Boost y LDO combinados en un QFN de 4 mm × 4 mm

El LT3570 simplifica los complejos diseños de fuentes de alimentación multirrail integrando tres controladores CC/CC en un solo paquete: un controlador buck en modo corriente, un controlador boost en modo corriente y un controlador LDO.

Los controladores buck y boost tienen cada uno un límite de corriente de 1,5A. El regulador LDO tiene una capacidad de corriente de salida de 10mA y se combina con un transistor NPN externo para crear un regulador lineal. La frecuencia de los reguladores de conmutación puede ajustarse de 500kHz a 3MHz mediante una resistencia externa o sincronizarse con un oscilador externo. Las tensiones de entrada independientes de cada regulador proporcionan un amplio rango de funcionamiento, desde 2,5 V hasta 40 V. Cada regulador tiene también su propio circuito de apagado y los reguladores buck y boost tienen su propio circuito de arranque suave.

La aplicación típica que se muestra en la Figura 1 genera 3,3V a 1A con el regulador buck, 2,5V a 40mA con el regulador LDO y 12V a 275mA con el regulador boost, todo ello a partir de una tensión de alimentación de 5V y con una eficiencia global de aproximadamente el 85%.

Figura 1: Una aplicación típica de entrada de 5V a 3,3V, 2,5V y 12V.

Disponible en un encapsulado QFN de 4 mm × 4 mm y en un encapsulado TSSOP de 20 patillas, el LT3570 es un regulador de modo de corriente de frecuencia constante. Si todos los SHDN se mantienen bajos, se extrae una corriente de reposo nula de las fuentes de entrada y la sala se apaga. Todos SHDN la tensión de la clavija que supere los 1,5V activará el regulador correspondiente. Un umbral preciso de la clavija de parada permite integrar fácilmente el bloqueo por subtensión de la alimentación de entrada. Los tres reguladores comparten la misma tensión de referencia interna de 800 mV. Para cada regulador, un divisor de resistencia externo programa la tensión de salida a cualquier valor por encima de la tensión de referencia de la pieza. La frecuencia de conmutación se ajusta mediante una resistencia externa del divisor de resistencias RT a GND. Esto permite un equilibrio entre la reducción del tamaño de los componentes (utilizando frecuencias de conmutación más altas) y la optimización de la eficiencia (utilizando frecuencias de conmutación más bajas). Además, el funcionamiento a baja frecuencia de conmutación permite aplicaciones que requieren VEN-à-VOUT ratios. La frecuencia de conmutación ajustable y sincronizable también permite al usuario mantener el ruido de conmutación fuera de las bandas inalámbricas y de audio críticas.

Tanto los reguladores buck como los boost controlan la velocidad de giro de la tensión de salida durante el arranque. Una rampa controlada reduce la corriente de irrupción en la alimentación de entrada y minimiza el sobreimpulso de salida. Un condensador externo conectado entre la clavija SS y tierra programa la velocidad de giro. La tensión del pin SS anula la tensión de referencia interna del amplificador de error y se carga con una fuente de corriente interna de 4,5μA.

La clavija BIAS permite que los circuitos internos tomen corriente de una fuente de alimentación de menor tensión que la de entrada, reduciendo la disipación de energía y aumentando la eficiencia. Normalmente, la corriente de reposo es proporcionada por VIN2pero cuando la tensión del pin BIAS supera los 2,5V, la corriente es suministrada por el pin BIAS. El pin BIAS sólo está disponible en el paquete QFN de 24 pines.

aplicación "Dying Gasp"

El LT3570 ofrece una solución ideal para cualquier sistema de "gas moribundo". La figura 2 muestra una aplicación típica de alimentación de un controlador de airbag. En un accidente de coche, la batería puede estar desconectada de los sensores de choque, pero el airbag debe seguir activándose. En esta aplicación, la batería alimenta el controlador de refuerzo. VOUT1 se ajusta a 36V y conduce a VIN2 y VIN3las entradas del regulador buck y del controlador LDO, respectivamente. Incluso después de eliminar la alimentación de entrada, el regulador buck y el LDO siguen funcionando correctamente durante más de 3 ms, ya que la alimentación sigue siendo suministrada por el condensador de salida del regulador boost. El regulador buck se apaga cuando VIN2 se acerca al bloqueo por subtensión de entrada de 2,3 V (ver Figura 3).

Figura 2. El sistema Dying gasp conserva su energía incluso cuando la batería está desconectada.

Figura 3: Formas de onda de salida cuando el circuito de la figura 2 está desconectado.

Módem DSL

La figura 4 muestra una aplicación para un módem DSL o decodificador. La tensión de alimentación de VIN2 viene de un adaptador de pared que puede ir de 8V a 30V. Esta tensión se reduce a 5V a 100mA para VOUT2que proporciona la energía necesaria para alimentar el regulador boost y el controlador LDO. VOUT1 se ajusta a 8V a 200mA y VOUT3 se ajusta a 3,3V a 500mA. La figura 5 muestra la respuesta al escalón de carga de VOUT1 y VOUT2 con un paso de carga de 200mA en VOUT1.

Figura 4. Aplicación del módem DSL.

Figura 5: Respuesta en escalera de la figura 4 con el aumento de la corriente de refuerzo de 200 mA a 400 mA.

El LT3570 es un regulador de conmutación monolítico de doble salida (buck y boost) con un controlador NPN LDO y es ideal para una gran variedad de aplicaciones. Como el LT3570 ofrece un alto nivel de integración del sistema, simplifica en gran medida el diseño de la placa para aplicaciones complejas que requieren varios carriles de alimentación. Con la flexibilidad de las entradas de potencia independientes y la frecuencia ajustable, el usuario puede definir una amplia gama de tensiones de salida personalizadas. El LT3570 es una solución rica en funciones que responde a la necesidad de múltiples tensiones de salida en una solución compacta.

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