在需要穩(wěn)壓電源的輕負載電池應(yīng)用中，DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的靜態(tài)電流可以代表電池平均電流損耗的很大一部分。在這種應(yīng)用中，最小化DC/DC轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流成為主要目標，因為這會延長電池壽命和/或增加電路其余部分的功率預(yù)算。以下兩個電路提供可調(diào)節(jié)的升壓和降壓DC/DC轉(zhuǎn)換，并消耗極低的靜態(tài)電流。

I(Q) = 12μA的2-Cell到5V轉(zhuǎn)換

圖1中的電路從2V到5V的輸入產(chǎn)生一個穩(wěn)壓的5V輸出，僅消耗12μA(典型)的電源電流。LTC1516是一款充電泵DC/DC轉(zhuǎn)換器，使用突發(fā)模式 操作提供穩(wěn)壓5V輸出。

該電路通過在輸出調(diào)節(jié)時禁用內(nèi)部電荷泵來實現(xiàn)超低靜態(tài)電流。只有當輸出負載迫使C(OUT)上的電壓下降約80mV時，電荷泵才啟用。然后使用外部電容器C1和c2將電荷從V(IN)轉(zhuǎn)移到V(OUT)，直到輸出恢復到調(diào)節(jié)狀態(tài)。這種調(diào)節(jié)方法在輸出端產(chǎn)生大約100mV的電壓。

該電路能夠提供高達50mA的輸出電流(V(IN)≥3V)。如圖2所示，當負載電流低至50μA時，典型效率超過70%。

LTC1516的低靜態(tài)電流可以使5V電源無需關(guān)閉，因為12μ a的靜態(tài)電流低于許多電池的自放電電流。然而，該部件還配備了1μA的關(guān)閉模式，以額外節(jié)省電力。

超低靜態(tài)電流(I(Q) <5μ)監(jiān)管供給

LTC1516包含一個內(nèi)部電阻分壓器，僅從V(OUT)提取1.5μA (typp)。在空載條件下，內(nèi)部負載在V(OUT)上造成的下降速率僅為150mv / s, COUT = 10μF。向SHDN引腳施加5Hz至100Hz, 95%至98%占空比的信號，可確保圖1中的電路在空載或低負載條件下頻繁地出閘以保持調(diào)節(jié)。由于器件幾乎所有時間都處于關(guān)機狀態(tài)，因此空載靜態(tài)電流(見圖4)大約等于(V(OUT))(1.5μA)/(V(in))(效率)。

LTC1516必須至少保持200μs的不關(guān)機時間，以便有足夠的時間來感知輸出并保持其處于調(diào)節(jié)狀態(tài)。隨著V(OUT)負載電流的增加，也必須增加關(guān)機部分的頻率，以防止V(OUT)在OFF階段下降到4.8V以下。SHDN引腳上的100hz 98%占空比信號確保負載電流高達100μA時的適當調(diào)節(jié)。當負載電流大于100μA時，必須像正常工作時一樣將shdn引腳強制為低電平。該電路在v (IN) = 3V時，典型的空載電源電流僅為3.2μA。

微功率LDO穩(wěn)壓器功耗<5μA

圖5所示的微功率線性穩(wěn)壓器以小于5μ的靜態(tài)電流提供3.3V的穩(wěn)壓輸出。在如此低的工作電流下，標準9V堿性電池可以為該調(diào)節(jié)器供電10年。

電路操作非常簡單。LTC1440的內(nèi)部參考連接到反饋比較器的一個輸入。由r2和R3組成的反饋分壓器建立輸出電壓。比較器輸出使能由q1、Q2、R1、R4組成的電流源。當LTC1440的輸出低時，Q1導通，允許電流給輸出電容C4充電。由R4、Q1和q2形成的局部反饋形成從V(IN)到C4的恒流源。

峰值充電電流由R4和Q2的V(BE)設(shè)定，在輸出短路到地的情況下也提供電流限制。如圖5所示，穩(wěn)壓器保證提供至少10mA的輸出電流，輸入低至4.8V(即從完全放電的9V電池)。

因為調(diào)節(jié)器實現(xiàn)了一個滯回反饋回路來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的線性反饋回路，所以不需要對回路的穩(wěn)定性進行補償。此外，比較器的極高增益提供了出色的負載調(diào)節(jié)和瞬態(tài)響應(yīng)。然而，與LTC1516一樣，比較器滯后必然會產(chǎn)生少量的輸出紋波。采用前饋電容C3可將輸出紋波降低至10mV-20mV(見圖6)，但空載靜態(tài)電流增加約1.5μ a。無C3時，靜態(tài)電流約為4.5μA，輸出紋波為50mV ~ 100mV。