低噪声调节电荷泵演示电路916快速上手指南

一、引言

在电子设计领域，对于低噪声、小尺寸且高效的电源解决方案需求日益增长。演示电路916所采用的LTC3204B - 5和LTC3204B - 3.3低噪声调节电荷泵，为我们提供了一种优秀的选择。下面将详细介绍该电路的特性、性能以及快速启动步骤。

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二、电路描述

2.1 版本与输出

演示电路916是一款2X2 DFN封装的低噪声调节电荷泵，有DC916A - A和DC916A - B两个组装版本，分别对应LTC3204B - 5和LTC3204B - 3.3。

• DC916A - A：输入电压范围为2.7V至5.5V，可输出稳定的5V电压。当输入电压在3.1V至5.5V之间时，保证输出负载电流为150mA；当输入电压小于3.1V时，保证输出负载电流为65mA。
• DC916A - B：输入电压范围为1.8V至4.5V，可输出稳定的3.3V电压。当输入电压在1.9V至4.5V之间时，保证输出电流为50mA；当输入电压小于1.9V时，保证输出电流为40mA。

2.2 电路优势

该电路仅需三个0603表面贴装小电容，占用电路板空间极小，且无需电感和二极管。同时，它在任何负载下都能实现恒定频率运行，内置软启动电路可防止启动时产生过大的浪涌电流，热关断和限流电路能确保电路在输出端到地的连续短路情况下仍能正常工作。这种电路特别适用于对输出电压纹波要求低且尺寸要求极小的应用场景。

三、性能总结

3.1 输入输出参数

电路版本	输入电压范围	输出电压	输出纹波	标称开关频率	效率
DC916A - A (LTC3204B - 5)	2.7V - 5.5V	当3.1V < (V{IN}) < 5.5V，(I{OUT}) < 150mA时，(V{OUT}) 为4.8V - 5.2V；当2.7V < (V{IN}) < 5.5V，(I{OUT}) < 65mA时，(V{OUT}) 也在相应范围	(V{IN}) = 3.6V，(I{OUT}) = 150mA时，20mV (P - P)（典型），50mV (P - P)（最大）	1.2MHz	(V{IN}) = 3.0V，(I{OUT}) = 100mA时，81.2%
DC916A - B (LTC3204B - 3.3)	1.8V - 4.5V	当1.9V < (V{IN}) < 4.5V，(I{OUT}) < 50mA时，(V{OUT}) 为3.168V - 3.432V；当1.8V < (V{IN}) < 4.5V，(I{OUT}) < 40mA时，(V{OUT}) 也在相应范围	(V{IN}) = 2.4V，(I{OUT}) = 50mA时，20mV (P - P)	1.2MHz	(V{IN}) = 1.8V，(I{OUT}) = 20mA时，90.2%

四、快速启动步骤

4.1 设备设置

参照图1进行正确的测量设备设置，图1展示了电源、负载与电路的连接方式。在测量输入或输出电压纹波时，要注意避免示波器探头的接地引线过长，应直接将探头尖端跨接在(V{IN})或(V{OUT})与GND端子上，如图2所示。

4.2 具体操作步骤

1. 将跳线JP1置于ON位置。
2. 在电源关闭的情况下，将输入电源连接到(V_{IN})和GND端子。
3. 在(V_{OUT})和GND端子之间连接负载。
4. 打开输入电源。需要注意的是，DC916A - A的输入电压不能超过5.5V，DC916A - B的输入电压不能超过4.5V。为防止电路连接到带电电源时出现输入电压过冲现象，可以在输入端子处添加一个铝电解电容器来旁路(V_{IN})。
5. 检查输出电压是否正常。DC916A - A的输出电压应在4.8V至5.2V之间，DC916A - B的输出电压应在3.168V至3.432V之间。如果没有输出，可暂时断开负载，确保负载设置不过高。
6. 当输出电压正常后，在工作范围内调整负载，观察输出电压调节、纹波电压、效率等参数。

五、工作原理

LTC3204B - 5/LTC3204B - 3.3采用开关电容电荷泵将输入电压(V{IN})升压至稳定电压。通过内部电阻分压器感测输出电压，并根据误差信号调制电荷泵输出电流来实现电压调节。一个2相非重叠时钟激活电荷泵开关，在时钟的第一阶段，飞跨电容从(V{IN})充电；在时钟的第二阶段，飞跨电容与(V{IN})串联并连接到(V{OUT})。这种飞跨电容的充放电序列以1.2MHz的自由运行频率持续进行。需要注意的是，要全面了解该器件的详细信息、操作和应用，需结合LTC3204B的数据手册和本快速启动指南。

六、总结与思考

演示电路916所采用的LTC3204B - 5和LTC3204B - 3.3低噪声调节电荷泵，凭借其小尺寸、低噪声、高效等优势，在众多电子应用中具有很大的潜力。对于电子工程师来说，在实际设计中如何根据具体应用场景充分发挥其性能，以及如何优化电路以满足更严格的要求，都是值得深入思考的问题。大家在使用过程中是否遇到过类似电路的其他问题呢？欢迎在评论区交流分享。