Descripción

El LTC3631 es un convertidor CC/CC reductor de alto voltaje y alta eficiencia con interruptores de alimentación síncronos y de lado alto internos que consume sólo 12μA de corriente de alimentación de CC típica en vacío mientras mantiene la regulación del voltaje de salida.

El LTC3631 puede suministrar una corriente de carga de hasta 100 mA y dispone de un límite de corriente de pico programable que proporciona un método sencillo para optimizar la eficiencia en aplicaciones de corriente más baja. La combinación del LTC3631 de funcionamiento en modo ráfaga, interruptores de potencia integrados, baja corriente de reposo y límite de corriente de pico programable proporciona una alta eficiencia en un amplio rango de corrientes de carga.

Con su amplio rango de entrada de 4,5 V a 45 V y un monitor de sobretensión interno capaz de proteger la pieza de sobretensiones de 60 V, el LTC3631 es un convertidor robusto adecuado para regular una amplia variedad de fuentes de alimentación. Además, el LTC3631 incluye un umbral de funcionamiento preciso y una función de arranque suave para garantizar que el arranque del sistema de alimentación esté bien controlado en cualquier entorno.

El LTC3631 está disponible en encapsulados DFN y MS8E de 3 mm × 3 mm térmicamente mejorados.

 

Operación

El LTC3631 es un convertidor DC/DC reductor con conmutadores de potencia internos que utiliza control en modo ráfaga, combinando una baja corriente de reposo con una alta frecuencia de conmutación, lo que se traduce en una alta eficiencia en un amplio rango de corrientes de carga. El funcionamiento en modo ráfaga se basa en ciclos de "ráfaga" cortos para aumentar la corriente del inductor a través de los conmutadores de potencia internos, seguidos de un ciclo de reposo en el que los conmutadores de potencia están apagados y la corriente de carga es suministrada por el condensador de salida. Durante el ciclo de reposo, el LTC3631 consume sólo 12µA de corriente de alimentación. Con cargas ligeras, los ciclos de ráfaga son un pequeño porcentaje del tiempo de ciclo total, lo que minimiza la corriente de alimentación media, mejorando enormemente la eficiencia.

 

Bucle de control principal

El comparador de realimentación monitoriza la tensión en la patilla VFB y la compara con una referencia interna de 800mV. Si esta tensión es superior a la referencia, el comparador activa un modo de reposo en el que se desactivan los interruptores de alimentación y los comparadores de corriente, reduciendo la tensión de la patilla VIN

a sólo 12µA. A medida que la corriente de carga descarga el condensador de salida, la tensión en la patilla VFB disminuye.

Cuando esta tensión cae 5mV por debajo de la referencia de 800mV, el comparador de realimentación se dispara y habilita los ciclos de ráfaga.

Al principio del ciclo de ráfaga, el interruptor de potencia interno del lado de alta (MOSFET de canal P) se enciende y la corriente del inductor comienza a aumentar. La corriente del inductor aumenta hasta que la corriente supera el umbral del comparador de corriente de pico o la tensión en la patilla VFB supera los 800 mV, momento en el que se apaga el interruptor de potencia del lado alto y se enciende el interruptor de potencia del lado bajo (MOSFET de canal N). La corriente del inductor disminuye hasta que el comparador de corriente inversa se dispara, indicando que la corriente está cerca de cero. Si la tensión en la patilla VFB sigue siendo inferior a la referencia de 800 mV, el interruptor de potencia del lado de alta se enciende de nuevo y comienza otro ciclo.

La corriente media durante un ciclo de ráfaga será normalmente mayor que la corriente media de carga. Para esta arquitectura, la corriente de salida media máxima es igual a la mitad de la corriente de pico.

La naturaleza histérica de esta arquitectura de control da lugar a una frecuencia de conmutación que es función de la tensión de entrada, la tensión de salida y el valor del inductor. Este comportamiento proporciona una protección inherente contra cortocircuitos. Si la salida se cortocircuita a masa, la corriente del inductor decaerá muy lentamente durante un solo ciclo de conmutación. Dado que el interruptor del lado de alta se enciende sólo cuando la corriente del inductor está cerca de cero, el LTC3631 conmuta inherentemente a una frecuencia más baja durante el arranque o en condiciones de cortocircuito.

 

Puesta en marcha y parada

Si la tensión en la patilla RUN es inferior a 0,7V, el LTC3631 entra en un modo de apagado en el que se desactiva toda la circuitería interna, reduciendo la corriente de alimentación DC a 3µA. Cuando la tensión en la patilla RUN supera 1,21V, se habilita el funcionamiento normal del lazo de control principal. El comparador del pin RUN tiene 110mV de histéresis interna, y por lo tanto debe caer por debajo de 1.1V para deshabilitar el lazo de control principal. El pin HYST proporciona un grado adicional de flexibilidad para el funcionamiento del pin RUN. Esta salida de drenaje abierto se tira a tierra siempre que el comparador RUN no se dispara, señalando que el LTC3631 no está en funcionamiento normal. En aplicaciones en las que la patilla RUN se utiliza para monitorizar la tensión VIN a través de un divisor resistivo externo, la patilla HYST puede utilizarse para aumentar la histéresis efectiva del comparador RUN.