LT1304 – 5V két NiMH akkuról, extrákkal

Alacsonyabb feszültségből 3,3 vagy 5V-ot előállítani általános követelmény elemes táplálású vagy hordozható eszközöknél. Természetesen 5V előállítható 4-5 NiMH vagy 2 Li-Po cella felhasználásával, de ezzel az eszköz használhatatlanul nagyobb, nehezebb és drágább lesz. A megoldás egy megfelelő feszültség átalakító (step-up konverter) használata. Az LT1304 a Linear Technologies-tól a „MicroPower” DC/DC átalakítók közé tartozik, melyek már egészen alacsony, tipikusan 1,5V feszültségtől működőképesek. A nagyon alacsony fogyasztásnak (10µA lekapcsolás/shutdown módban) és a beépített alacsony telepfeszültség érzékelésnek köszönhetően elemes tápláláshoz van optimalizálva. Az LT1304 működéséhez csupán néhány külső alkatrészre van szükség – 2 kondenzátor, 1 induktivitás és 1 dióda elegendő egy működő DC/DC átalakító elkészítéséhez.
Az LT1304 3 változatban kapható - LT1304VCS8-5, LT1304CS8-3,3 fix feszültséggel és LT1304CS8 szabályozható kimenettel. A fix kimenetű típusoknál szükségtelen a feszültségosztós visszacsatolás, ami tovább egyszerűsíti az áramkört.

Az alacsony telepfeszültség detektálásra szolgáló LBI (1,17V) bemenet még lekapcsolt (SHDN, shutdown) módban is működik. Az LBI bemenetet egy megfelelő feszültségosztón keresztül bekötve az LBO (nyitott kollektoros) kimenet kapcsolási szintje beállítható. A maximális áram a tekercsen egy belső határolón keresztül 1A-re van korlátozva. Ha az áram meghaladná ezt az értéket, akkor az LT1304 lecsökkenti a t_ON időt az adott ciklusban, megelőzve az áram további növekedését. Nagyon hasznos az I_UM bemenet, amin beállítható (csökkenthető) a maximális tekercs áram egyetlen ellenállás hozzáadásával. Ebben az esetben az LT1304 minden ciklusban lerövidíti a t_ON időt. Ez számos esetben segít megelőzni a tekercs telítődését valamint csökkenti a tekercs DC (ohmikus) veszteségeit.

Az LT1304 „BurstMode”-ban működik, pl. folyamatos működésnél minden ciklusban úgynevezett „burst”-ökben/impulzusokban fix ideig - t_ON (6 us) és t_OFF (1,5us). Csak az áramkorlát beállítása esetén rövidülnek a t_ON idők, ha szükséges. Ez azt jelenti, hogy a D ((kitöltési tényező = t_ON/(t_ON+t_OFF)) értéke tipikusan 0,8 vagy kevesebb, ha az áramkorlát működik. A folyamatos működésnél minden step-up átalakítóra igaz, hogy D=1-V_IN/V_OUT, tehát a kimeneti feszültség csak a D-től függ. Érdemes észben tartani, hogy ha nagy kimeneti áramra van szükség, akkor nem lehet túlságosan kis értékű induktivitást használni, mert ebben az esetben a belső áramkorlát le fogja csökkenteni a tON értékét és ezzel együtt a D értékét is. Ha a D értéke a kívánt kimeneti feszültség tartásához szükséges érték alá csökken, akkor a kimeneti feszültség is csökkenni fog. Ha csak kis áramra, de nagy kimeneti feszültségre van szükség (pl. 12V-ra 2V-ból), akkor az áramkör adatlapjában leírt ’nem folyamatos’ módot kell használni, amikor a tekercs árama minden ciklusban nullára csökken. Ennek a hátránya a nagyobb hullámosság, az előnye pedig, hogy ebben az esetben csak nagyon kis értékű induktivitás szükséges.
Az induktivitás értéke nem kritikus, az áramkör működőképes az induktivitás értékek széles tartományában. Irányadó értékek találhatók az adatlapon és érdemes is ügyelni a megválasztására, mert az befolyásolja az áramkör hatásfokát és a kimeneti feszültség hullámosságát. Túlságosan kis induktivitás nagy hullámosságot okoz, minek eredményeképpen nagyobb be- és kimeneti szűrő kondenzátorokra van szükség, valamint rontja az EMI-t (elektromágneses interferencia) is. A másik oldalon a túlságosan nagy induktivitás érték rontja az áramkör válaszidejét a hirtelen terhelésváltozásokra.

Részletes leírás található az LT1304 adatlapjában és a Design Note 120 ill. Design note 154 dokumentumokban. A fejlesztéshez kapható az LT1304 demópanelje, a DC088.

Érdeklődésével bármely Linear Technology termékkel kapcsolatban, keressen bennünket az info@soselectronic.hu címen.