LT8410/LT8410 - 1超低功耗升壓轉(zhuǎn)換器：特性、應用與設(shè)計指南

在電子設(shè)計領(lǐng)域，對于高效、低功耗的電源管理解決方案的需求日益增長。LT8410/LT8410 - 1超低功耗升壓轉(zhuǎn)換器就是這樣一款能夠滿足多種應用場景需求的優(yōu)秀產(chǎn)品。下面，我們就來詳細了解一下它的特性、應用以及設(shè)計過程中的要點。

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一、產(chǎn)品特性

1. 超低靜態(tài)電流

LT8410/LT8410 - 1在工作模式下靜態(tài)電流低至8.5μA，關(guān)機模式下更是能達到0μA。這種超低的靜態(tài)電流特性使得它在對功耗要求極高的應用中表現(xiàn)出色，能夠有效延長電池供電設(shè)備的使用壽命。

2. 內(nèi)置比較器與低噪聲控制方案

SHDN引腳內(nèi)置比較器，可以精確控制芯片的開啟和關(guān)閉。同時，低噪聲控制方案不僅能降低輸出電壓紋波，還能在較寬的負載范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源。

3. 寬輸入輸出范圍

輸入電壓范圍為2.5V至16V，輸出電壓最高可達40V，能夠適應多種不同的電源輸入和負載要求，具有很強的通用性。

4. 集成多種功能

集成了功率NPN開關(guān)、肖特基二極管和輸出斷開電路。功率NPN開關(guān)的電流限制在LT8410中為25mA，在LT8410 - 1中為8mA。輸出斷開功能可以在關(guān)機時切斷輸出與輸入之間的連接，增強了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5. 其他特性

還具備可調(diào)的FB參考電壓、內(nèi)置軟啟動（可通過在(V{REF})到GND之間連接電容實現(xiàn)）、對CAP和(V{OUT})引腳的過壓保護等功能。并且采用了微小的8引腳2mm×2mm DFN封裝，節(jié)省了電路板空間。

二、應用領(lǐng)域

1. 傳感器供電

傳感器通常需要穩(wěn)定、低功耗的電源供應，LT8410/LT8410 - 1的超低靜態(tài)電流和寬輸入輸出范圍使其非常適合為各種傳感器提供電源，確保傳感器能夠長時間穩(wěn)定工作。

2. RF MEMS繼電器供電

在RF MEMS繼電器應用中，需要精確的電源控制和低噪聲的電源環(huán)境。該轉(zhuǎn)換器的低噪聲控制方案和輸出斷開功能能夠滿足這些要求，為RF MEMS繼電器提供可靠的電源支持。

3. 通用偏置電源

可作為通用的偏置電源，為各種電路提供穩(wěn)定的偏置電壓，廣泛應用于各類電子設(shè)備中。

三、設(shè)計要點

1. 電感選擇

對于大多數(shù)LT8410系列設(shè)計，推薦使用47μH或更高值的電感。電感應具有低磁芯損耗和小的DCR（銅線電阻），以提高轉(zhuǎn)換效率。為了滿足滿輸出功率的要求，電感的飽和電流額定值應高于峰值電感電流，峰值電感電流可通過公式(PK = I{LIMIT}+frac{V{IN} cdot 150 cdot 10^{-6}}{L} mA)計算，其中LT8410和LT8410 - 1的最壞情況(I_{LIMIT})分別為30mA和10mA。

2. 電容選擇

陶瓷電容因其小尺寸和低ESR的特點，適合大多數(shù)LT8410應用。推薦使用X5R和X7R類型的電容，它們在較寬的電壓和溫度范圍內(nèi)能保持較好的電容值。一般來說，輸入電容選擇2.2μF或更高，輸出電容選擇0.1μF至1μF即可滿足大多數(shù)應用需求。同時，在CAP節(jié)點和(V{OUT})節(jié)點分別放置0.1μF至1μF的電容，有助于濾波和提高瞬態(tài)響應。為了降低(V{REF})引腳對噪聲的敏感性，可在該引腳放置一個47nF至220nF的0402電容。

3. 輸出電壓設(shè)置

輸出電壓由FBP引腳電壓設(shè)置，當輸出處于穩(wěn)壓狀態(tài)時，(V{OUT}=31.85 cdot V{FBP})?？梢酝ㄟ^從(V{REF})引腳到地連接一個電阻分壓器來輕松設(shè)置FBP電壓，電阻分壓器的串聯(lián)電阻應大于200KΩ，以避免對(V{REF})引腳造成負載影響。此外，F(xiàn)BP引腳也可以直接由外部參考源偏置。為了防止過壓，輸出電壓被限制在40V。

4. 負載連接

將負載連接到CAP引腳而不是(V{OUT})引腳可以提高轉(zhuǎn)換器的效率，因為這樣可以使PMOS斷開電路中的功率損耗忽略不計。但這種方法的缺點是在關(guān)機時CAP節(jié)點不能接地，而是會被限制在比(V{CC})低約一個二極管壓降的電壓。同時，連接到該部分的負載應僅吸收電流，切勿將外部電源強制施加到CAP或(V_{OUT})引腳。

5. 最大輸出負載電流計算

最大輸出負載電流是多個電路變量的函數(shù)，可以通過以下步驟進行估算：

• 步驟一：計算峰值電感電流：使用公式(PK = I{LIMIT}+frac{V{IN} cdot 150 cdot 10^{-6}}{L} mA)，其中LT8410和LT8410 - 1的(I_{LIMIT})分別為25mA和8mA。
• 步驟二：計算電感紋波電流：(RIPPLE =frac{(V{OUT}+1 - V{IN}) cdot 200 cdot 10^{-6}}{L} mA)，若電感紋波電流小于峰值電流，則電路僅在不連續(xù)傳導模式下工作，此時應增加電感值，使(I{RIPPLE}{PK})。
• 步驟三：計算平均輸入電流：(IN(AVG) = I{PK}-frac{I{RIPPLE}}{2} mA)。
• 步驟四：計算標稱輸出電流：(OUT (NOM) =frac{I{IN(AVG)} cdot V{IN} cdot 0.7}{V_{OUT}} mA)。
• 步驟五：降額輸出電流：(OUT = I_{OUT(NOM)} cdot 0.8)。