el convertidor Buck-Boost de 18V con control inteligente PowerPath proporciona >2A con un 95% de eficiencia desde dos entradas

La necesidad de operar a partir de múltiples fuentes de entrada es cada vez más común para
cada vez más común para las aplicaciones alimentadas por diversas químicas de baterías
químicas de las pilas, los adaptadores de pared y los raíles de tensión continua, como el USB
raíles de tensión como el USB. La capacidad de proporcionar una conversión ascendente o descendente
a menudo se requiere una conversión, dependiendo del rango de tensión
rango de tensión de cada entrada y la tensión de salida deseada.

Aunque el suministro de energía provenga de múltiples fuentes
es conceptualmente simple, la aplicación
puede ser complicado. Pérdidas
en la ruta de suministro, la priorización de las fuentes de insumos y
fuentes y picos de tensión resultantes de la inserción de
la inserción de cables inductivos puede añadir costes y
añaden coste y complejidad al sistema.

El LTC3118 aborda estos problemas mediante
combinando un controlador PowerPath doble de bajas pérdidas
con un convertidor buck-boost de alta eficiencia
convertidor buck-boost de alta eficiencia, como se muestra en la figura 1. El único
la arquitectura única permite la conversión
de cualquiera de las dos fuentes de entrada, VIN1 o VIN2a una tensión de salida regulada, V
tensión de salida regulada, VOUTque puede estar por encima o por debajo de cualquiera de las entradas
estar por encima o por debajo de cualquiera de las entradas. La operación
hasta 18V proporciona un margen de tensión suficiente
margen de tensión suficiente para las fuentes de alimentación de 12V. El sitio
soporta diseños de alto consumo de energía con la capacidad de
con capacidad para suministrar más de 2A de corriente
a la carga. La arquitectura de control en modo corriente del LTC3118
la arquitectura de control en modo corriente del LTC3118 responde rápidamente a
transitorios de línea o de carga, manteniendo una regulación de salida ajustada
regulación estricta de la salida. Para aplicaciones alimentadas por batería
para las aplicaciones alimentadas por batería, se consiguen mayores tiempos de funcionamiento con el
se consiguen con el modo Ráfaga® operación

Figura 1. Arquitectura de conmutación buck-boost del LTC3118

Los diseños de entrada múltiple se implementan a menudo con diseños externos
con circuitos externos de diodo-OR.
Aunque son baratos y sencillos, estos
los circuitos sufren pérdidas de eficiencia debido a la
la caída hacia delante del diodo activo y la
fuga en el diodo de bloqueo a altas temperaturas
temperaturas elevadas. Circuitos integrados de diodos ideales de Linear Technology
los CI de diodos ideales de Linear Technology pueden utilizarse para
mejorar la eficiencia y minimizar las fugas,
pero están limitados al funcionamiento desde la entrada más alta
fuente de entrada más alta. El mayor VEN
no es deseable si la fuente secundaria
la fuente es de mayor tensión que la fuente primaria
fuente primaria donde la energía es más abundante.

Lee:  Tecnología de doble tono multifrecuencia (DTMF) y sus aplicaciones

El LTC3118 proporciona un funcionamiento en modo "prioritario"
modo, donde VOUT se suministra
de VIN1 (si está presente y es válido) independientemente de
la tensión en VIN2. Diodo-OR
siempre está disponible en modo "diodo ideal"
modo "diodo", con una histéresis adicional
histéresis para evitar interferencias cuando las entradas son
igual. Como en los CI de diodos ideales, la caída del diodo frontal
la caída del diodo se elimina con el
El diseño del MOSFET de canal N del LTC3118.
Para una mayor flexibilidad, cada fuente de entrada tiene una fuente independiente
umbral UVLO independiente, que
debe programarse para fijar la tensión mínima de funcionamiento de la entrada
tensión mínima de funcionamiento de la entrada. Clavijas adicionales
hay clavijas adicionales para dotar al sistema de
con VEN y VOUT estado, permitiendo
mejorar el seguimiento y el control.

El controlador inteligente PowerPath plus
un convertidor buck-boost de inductancia única
inductancia del convertidor buck-boost se integran en un QFN de 4 mm × 5 mm o
paquete TSSOP de 28 pines. La sencillez,
la flexibilidad y el ahorro de espacio en el tablero de esta solución es
solución es incomparable con un diodo ideal o
diodo o un diodo-OR convencional
seguido de un convertidor DC/DC buck-boost separado
Convertidor DC/DC separado. El LTC3118 funciona
a una frecuencia fija de 1,2MHz, lo que optimiza la
la compensación entre las pérdidas de conmutación y
y el tamaño de los componentes externos. Un sistema completo
Un sistema completo basado en el LTC3118 se muestra en
Figura 2, y es capaz de ofrecer más de
24W de potencia en un paquete de 400mm2 impresión.

Figura 2: Placa de demostración del LTC3118

La figura 3 muestra una aplicación en la que un
la batería de iones de litio de 2 celdas se coloca en VIN1 y
se coloca un adaptador de pared de 12 V en VIN2. En
este ejemplo, se selecciona el modo de diodo ideal
para forzar el funcionamiento de los 12V
adaptador cuando está presente. Como se ha demostrado, la alta eficiencia
se consigue en un amplio rango de carga de cualquiera de las entradas
cualquier fuente de entrada. La batería se coloca
en VIN1 en esta aplicación como VIN1 a
r inferiorDS(ON) MOSFET y es capaz de
capaz de transportar una corriente de carga ligeramente superior a
v bajoEN en modo escalonado. La corriente de carga máxima de
la corriente de carga máxima está limitada a 800mA cuando
operación desde el extremo inferior del rango de
de la batería a 6V. Si es necesario,
el indicador de buena potencia V2GD se puede controlar
controlada para permitir una mayor corriente de carga cuando el
cuando el adaptador de 12V está presente.

Lee:  Qué es la inductancia mutua y su teoría

Figura 3. a) Esquema del LTC3118 b) Curvas de eficiencia

Los diseños con múltiples fuentes suelen implicar
implican la "conexión en caliente" de una fuente de alimentación,
como el adaptador de pared, que provoca ruidos
y el timbre inductivo en la entrada. Estos
los transitorios se pueden mitigar reduciendo
la inductancia del cable o aumentando
la cantidad de capacitancia y/o resistencia
resistencia en los terminales de entrada, pero esto es
poco práctico en algunos sistemas. UN DISEÑO BASADO EN EL LTC3118-
diseño es más capaz de manejar
transiciones y transitorios de varias maneras
formas. El amplio rango de tensión de entrada de 2,5V a 18V
la tensión de entrada es tolerante a los cables inductivos
de cables inductivos tanto en el positivo como en el negativo
dirección. Los pines separados RUN1 y RUN2
permiten establecer niveles de UVLO personalizados para cada entrada, como se muestra en el
niveles para cada entrada, como se muestra en la Figura 3

La figura 4a muestra un evento de conexión en caliente en el que
se introduce un cable inductivo en VIN2
en modo de diodo ideal. Como se muestra, el adaptador de pared
el adaptador de pared de 12 V supera los 17 V
debido a la inductancia de un cable largo.
La figura 4b muestra la respuesta cuando
el cable está desconectado. Como se muestra, el
El LTC3118 funciona desde VIN2 hasta su
El UVLO se activa alrededor de los 9V y el funcionamiento
de VIN1 cV. En ambos casos
el bucle de corriente media controla rápidamente
rápidamente la corriente de inducción necesaria,
lo que provoca unos transitorios mínimos en el
salida con un condensador de 100µF.

Figura 4. a) Adaptador de pared conectado (b) Adaptador de pared desconectado

En la Figura 5 se muestra una segunda aplicación basada en el LTC3118
ilustrado en la Figura 5. En este ejemplo, el
la pila de baterías de iones de litio de 3 celdas se coloca en
VIN2donde VIN1 se utiliza para la entrada USB.
Dado que el funcionamiento desde la tensión más baja
Se debe preferir la entrada USB cuando esté disponible,
el LTC3118 se ajusta a VIN1 Prioridad
modo. Cuando se trabaja desde el USB, VIN1
y VOUT tendrá una tensión similar. En
el límite entre los modos de subida y bajada de tensión
modos, el circuito PWM interno del LTC3118 transita suavemente sin
el circuito PWM interno del LTC3118 realiza una transición suave, lo que resulta en
el circuito PWM interno del LTC3118 realiza una transición suave, lo que da lugar a una fluctuación mínima en la inductancia y la tensión de salida.

Lee:  Battery Stack Monitor optimiza el rendimiento de las baterías de iones de litio en vehículos híbridos y eléctricos

Figura 5: (a) Esquema del LTC3118 (b) Curvas de eficiencia

El funcionamiento en modo ráfaga permite mejorar
eficiencia a una carga ligera de cualquiera de las dos fuentes,
como se muestra en la Figura 5b. Si la eficiencia con carga ligera
la eficiencia es claramente importante para la entrada
la entrada de la batería, la entrada USB también puede beneficiarse si
también se beneficia si se alimenta de otro dispositivo portátil
dispositivo portátil. El control del modo de corriente media del LTC3118
el control del modo de corriente media del LTC3118 proporciona una excelente
respuesta al paso de carga, incluso en el funcionamiento en modo ráfaga. La figura 6a muestra la transición
de una carga de 100mA, donde el dispositivo
funcionando en modo ráfaga, a un paso de carga de 600mA
paso de carga en el que el LTC3118 pasa al modo PWM
rápidamente, lo que minimiza el valor de VOUT transitorio.
Ten en cuenta que el USB 3.0 soporta hasta 1,5A
para la carga, pero está limitado a 900mA
durante la transferencia de datos, el USB propuesto
3.1 estándar soporta hasta 2A

Figura 6: (a) Rendimiento del paso de carga en el modo de funcionamiento Burst. (b) Corriente de carga máxima para 5Vout y 12VOUT

Como el LTC3118 tiene un límite de corriente de inductancia fijo
límite de corriente de inductancia fijo de 3A (mínimo), el
corriente de carga máxima que se puede soportar en el modo de aumento (o acercándose a él)
se reduce con VEN como se muestra en
Figura 6b para las salidas de 5V y 12V.
Esta es una consideración importante a la hora de determinar la entrada
determinar las tensiones de la fuente de entrada porque
porque están relacionados con la tensión de salida requerida
y el presupuesto de energía para la carga. Si el
V del LTC3118CC se retroalimenta desde el
5V como se muestra en la Figura 5a, la corriente de carga máxima
corriente de carga máxima con tensiones de entrada bajas
puede mejorarse, como se muestra en la figura 6b

La figura 7 muestra un sistema de alimentación de emergencia
donde la fuente de energía primaria en VIN1
se alimenta de un carril del sistema de 12 V o de una batería de plomo
batería de plomo. Un tanque condensador de 10mF en
VIN2 se carga hasta 18V desde un
no se muestra la fuente de alimentación independiente. En caso de que la prioridad
VIN1 el suministro de energía se interrumpe, el V1GD indicador
se eleva para alertar al sistema,
y el LTC3118 comienza a funcionar
de VIN2 para mantener VOUT en el reglamento

Figura 7. El sistema de copia de seguridad mantiene el sistema durante más de un segundo para permitir el almacenamiento de datos

Una imagen del evento de respaldo
se muestra en la Figura 7, donde un evento de 200mA
la carga se mantiene durante más de un segundo para permitir una
para permitir un cierre controlado. La energía disponible en
la energía disponible en la entrada viene dada por :

Ecuación 1

En este caso, una carga constante de 200mA
se extrae del LTC3118 mientras que el VIN
los condensadores se agotan en 1,35 segundos.
La energía de salida es de 1,35 julios, lo que da una
eficiencia media de conversión del 84%, incluyendo
incluyendo las pérdidas del supercondensador

Ecuación 2

VCC es retroalimentado por VOUTpermitiendo VIN2
para funcionar hasta 2,2V durante el evento.
La clavija RUN2 está conectada entre VIN2
y VOUT en este caso, el sistema debe ser
la fuente de alimentación a VIN1 para iniciar inicialmente VOUT
y asegurar un comportamiento de apagado limpio como
VIN2 se desintegra durante el evento de respaldo, ya que
mostrada. La capacidad de almacenamiento y la tensión
en VIN2 puede modificarse fácilmente según
según los requisitos del sistema.

El LTC3118 combina un sistema inteligente de
Controlador PowerPath con un convertidor buck-boost para
convertidor buck-boost, lo que da lugar a un
plataforma compacta para diseños de entrada múltiple.
El amplio rango de tensión de entrada/salida y
capacidad de manejar 2A de corriente de carga en modo reductor
modo proporciona una solución robusta para una amplia variedad
para una gran variedad de aplicaciones.
La exclusiva arquitectura de conmutación del LTC3118
permite el funcionamiento a partir de una tensión de entrada superior o
tensión de entrada mayor o menor que una tensión de salida
tensión de salida. El circuito integrado contiene el
pines de control e indicación para dar al diseñador el máximo
máxima flexibilidad del sistema.
El control del modo de corriente media proporciona
respuesta rápida a los pasos de carga de salida o
pasos de la línea de entrada durante la conmutación. Con
Núcleo buck-boost de última generación de Linear
y funcionamiento en modo ráfaga, tanto de bajo ruido como de alta eficiencia
y se puede conseguir una alta eficiencia.

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