兩個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器創(chuàng)建極其緊湊的三路輸出解決方案

用于汽車應(yīng)用的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器必須在極端環(huán)境中運(yùn)行。輸入瞬變可能超過(guò)標(biāo)稱電池電壓五倍，持續(xù)數(shù)百毫秒，而引擎蓋下的溫度飆升至遠(yuǎn)高于典型商用級(jí)IC的能力。在這種惡劣的環(huán)境中，空間狹小，因此即使是最堅(jiān)固的設(shè)備也必須執(zhí)行多種功能。

LT3694 / LT3694-1 通過(guò)在緊湊的 4mm × 5mm QFN 封裝或一個(gè)耐熱性能增強(qiáng)型 TSSOP 中集成了一個(gè) 2.6A 開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和兩個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器來(lái)滿足這些要求。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器需要一個(gè)電感器，并具有一個(gè)內(nèi)部電源開(kāi)關(guān)、逐周期電流限制和跟蹤/軟啟動(dòng)控制。每個(gè)LDO只需要一個(gè)外部NPN調(diào)整管，并包括折返電流限制和跟蹤/軟啟動(dòng)控制。當(dāng)VIN超過(guò)38V時(shí)，內(nèi)部過(guò)壓檢測(cè)器關(guān)斷開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，從而保護(hù)開(kāi)關(guān)和肖特基整流器。這使其能夠在高達(dá) 70V 的 VIN 上承受瞬變，而不會(huì)損壞自身或整流器。

4V–36V 輸入開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器

LT3694 / LT3694-1 包括一個(gè) 36V 單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，能夠從低至 4V 的輸入電壓提供高達(dá) 2.6A 的輸出電流。輸出電壓可設(shè)置為低至 0.75V 的反饋基準(zhǔn)。

穩(wěn)壓器采用電流模式、恒定頻率架構(gòu)，使環(huán)路補(bǔ)償變得簡(jiǎn)單。外部補(bǔ)償允許定制環(huán)路帶寬、瞬態(tài)響應(yīng)和相位裕量。

兩個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器

LT3694 / LT3694-1 包括兩個(gè) LDO 線性穩(wěn)壓器，它們使用一個(gè)外部 NPN 調(diào)整管來(lái)提供高達(dá) 0.5A 的輸出電流。基極驅(qū)動(dòng)可為調(diào)整管提供高達(dá)10mA的基極電流，并具有電流限制。LDO 具有內(nèi)部補(bǔ)償功能，可在輸出電容為 2.2μF 或更高時(shí)保持穩(wěn)定。它使用與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相同的0.75V反饋基準(zhǔn)。

如果LDO驅(qū)動(dòng)電流至少比DRIVE引腳電壓高0.9V，則從BIAS引腳汲取，否則從V汲取在.這降低了LDO的功耗，特別是當(dāng)V在是比較高的。

LDO 通過(guò)監(jiān)視 NPN 調(diào)整管集電極中的檢測(cè)電阻來(lái)限制折返電流。初始門限設(shè)置為60mV，但折回為VFB減少直到 VFB= 0 閾值為 26mV。一個(gè)0.1Ω的檢測(cè)電阻將工作電流限值設(shè)定為600mA，但短路電流限值降至260mA。這降低了輸出短路時(shí)調(diào)整管的功耗。

通過(guò)將FB引腳拉至1.25V以上，至少30μA電流，可以關(guān)斷LDO。如果需要對(duì)LDO進(jìn)行獨(dú)立控制，則可以通過(guò)將其TRK/SS引腳拉低來(lái)強(qiáng)制每個(gè)LDO輸出至0V。如果需要軌道或軟啟動(dòng)功能，請(qǐng)使用漏極開(kāi)路輸出與下述軌道或軟啟動(dòng)電路并聯(lián)。如果不需要跟蹤和軟啟動(dòng)，則采用1k串聯(lián)電阻的標(biāo)準(zhǔn)CMOS輸出（1.8V至5V）工作正常。

跟蹤/軟啟動(dòng)控制

降壓穩(wěn)壓器和每個(gè)LDO都有自己的軌道/軟啟動(dòng)（TRK/SS）引腳。當(dāng)該引腳低于 0.75V 基準(zhǔn)電壓時(shí)，穩(wěn)壓器強(qiáng)制其反饋引腳至 TRK/SS 引腳電壓，而不是基準(zhǔn)電壓。TRK/SS 引腳具有一個(gè) 3μA 上拉電流源。

軟啟動(dòng)功能需要一個(gè)從 TRK/SS 引腳到地的電容器。啟動(dòng)時(shí)，該電容為0V，這迫使穩(wěn)壓器輸出為0V。電流源緩慢地對(duì)電容電壓充電，穩(wěn)壓器輸出按比例斜坡上升。一旦電容電壓達(dá)到 0.75V，穩(wěn)壓器將鎖定至內(nèi)部基準(zhǔn)電壓，而不是 TRK/SS 電壓。TRK/SS 引腳在任何關(guān)斷事件（過(guò)壓、過(guò)熱、欠壓）時(shí)被拉低，以便對(duì)軟啟動(dòng)電容器放電。

跟蹤功能是通過(guò)將從穩(wěn)壓器的TRK/SS引腳連接到主穩(wěn)壓器輸出的電阻分壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如上所述，主穩(wěn)壓器使用普通軟啟動(dòng)電容來(lái)產(chǎn)生控制其他穩(wěn)壓器的啟動(dòng)斜坡。電阻分壓器比率設(shè)置跟蹤類型，重合（比率等于從機(jī)反饋分壓器比率）或比率（比率等于主反饋分壓器比率加上一個(gè)小偏移）。TRK/SS引腳也可以連接到單個(gè)電容器，以提供比率跟蹤，但前提是LDO不會(huì)通過(guò)將FB拉高而關(guān)斷（參見(jiàn)上文“兩個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓器”一節(jié)）。

使能和欠壓保護(hù)

LT3694 / LT3694-1 包括一個(gè)采用 EN/UVLO 引腳的使能和用戶可編程欠壓閉鎖功能。欠壓鎖定可防止脈沖拉伸。它還可以保護(hù)輸入源免受過(guò)大電流的影響，因?yàn)榻祲悍€(wěn)壓器是一個(gè)恒定的功率負(fù)載，當(dāng)輸入源為低電平時(shí)會(huì)吸收更多的電流。欠壓閉鎖在跳閘時(shí)關(guān)閉所有三個(gè)穩(wěn)壓器。

這兩個(gè)功能在EN/UVLO輸入端使用一對(duì)內(nèi)置比較器。使能比較器具有一個(gè) 0.5V 門限，并激活 LT3694 / LT3694-1 的內(nèi)部偏置電路。當(dāng) EN/UVLO 低于使能門限時(shí)，LT3694 / LT3694-1 處于停機(jī)模式，并采用 12V 輸入時(shí)吸收小于 1μA 的電流。欠壓比較器具有一個(gè) 1.2V 門限和 2μA 遲滯。UVLO遲滯是一個(gè)吸電流，當(dāng)EN/UVLO降至1.2V門限以下時(shí)激活。電阻分壓器從V開(kāi)始在EN/UVLO輸入設(shè)置跳閘電壓和遲滯。欠壓閾值在整個(gè)溫度范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的，以便嚴(yán)格控制跳閘電壓。EN/UVLO 引腳應(yīng)連接到 V在如果未使用該函數(shù)。

頻率控制

開(kāi)關(guān)頻率可在 250kHz 至 2.5MHz 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，由單個(gè)電阻器設(shè)定至 RT針。更高的頻率允許更小的電感器和電容器，但由于最小的開(kāi)通和關(guān)斷時(shí)間限制，使用更多的功率，并且具有更小的允許降壓范圍。

這就引出了 LT3694 和 LT3694-1 之間的區(qū)別。LT3694 開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)將 SYNC 引腳連接至一個(gè)外部時(shí)鐘來(lái)同步至一個(gè)時(shí)鐘。RT引腳上的電阻應(yīng)設(shè)置為比同步頻率低20%的自由運(yùn)行頻率。LT3694-1 用一個(gè) CLKOUT 引腳取代了 SYNC 引腳，從而允許將 LT3694-1 用作同步其他開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的主時(shí)鐘。CLKOUT 產(chǎn)生一個(gè)以 ~50% 占空比運(yùn)行的時(shí)鐘信號(hào)。

具有電壓跟蹤功能的三路輸出轉(zhuǎn)換器

圖1顯示了一個(gè)6.3V至36V寬輸入范圍的轉(zhuǎn)換器，可產(chǎn)生三個(gè)輸出：5V、3.3V和2.5V。輸出按比例跟蹤，通過(guò)公共 TRK/SS 連接進(jìn)行設(shè)置。圖2顯示了三個(gè)輸出的啟動(dòng)波形以及使能信號(hào)。

圖1.LT3694 / LT3694-1 適用于寬輸入范圍、三路輸出應(yīng)用。

圖2.比率跟蹤波形。

圖3顯示了不同輸入電壓下的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率。

圖3.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器效率。

結(jié)論

LT3694 / LT3694-1 通過(guò)將三個(gè)穩(wěn)壓器壓縮到一個(gè)纖巧的 4mm × 5mm QFN 或 20 引腳 TSSOP 封裝中，提供了穩(wěn)健、緊湊的電源解決方案。一個(gè)穩(wěn)壓器是高效開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，另外兩個(gè)是低噪聲、低壓差線性穩(wěn)壓器。只需幾個(gè)小的外部元件即可創(chuàng)建極其緊湊的三路輸出解決方案。