通用型工業(yè)電源可采用高電壓輸入并產(chǎn)生從8個(gè)1A到2個(gè)4A的輸出

Martin Merchant

當(dāng)今的工業(yè)電子系統(tǒng)包含了許多與消費(fèi)電子產(chǎn)品相同的組件，如微控制器、FPGA、片上系統(tǒng) ASIC 及其他電子器件，因而在眾多不同的負(fù)載電流條件下需要多個(gè)低電壓軌。另外，工業(yè)應(yīng)用還需要一個(gè)按鈕接口、一個(gè)始終保持接通的電源以用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC) 或存儲(chǔ)器、以及從一個(gè)高電壓電源獲得輸入功率的能力。其他所需的特性可能包括一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器 (WDT)、一個(gè)總?；驈?fù)位按鈕、軟件可調(diào)的電壓電平、以及低輸入 / 輸出電壓和高芯片溫度的錯(cuò)誤報(bào)告功能。

LTC3375是一款高度可配置的多輸出降壓型電源轉(zhuǎn)換器，其擁有工業(yè)電子設(shè)備通常所需的特性，并可靈活地配置最大電流范圍為1A至4A的各種輸出。

可配置的最大輸出電流

LTC3375 的 8 個(gè) 1A 通道可通過(guò)不同結(jié)合以產(chǎn)生 1A、2A、3A 和 4A 降壓穩(wěn)壓器的各種組合，如表 1 中列出的15種不同輸出電流配置。

把某個(gè)給定通道的反饋引腳連接至其 VIN 引腳可將該通道配置為相鄰?fù)ǖ赖膹膶偻ǖ?。將兩個(gè)通道的開(kāi)關(guān)引腳連接在一起以共用單個(gè)電感器和輸出電容器。主 / 從通道利用主穩(wěn)壓器的使能引腳來(lái)啟用，并調(diào)節(jié)至主穩(wěn)壓器的反饋網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)連接更多的相鄰?fù)ǖ揽砂演敵鲭娏髟黾又?3A 或4A。圖 1 中的電路示出配置了一個(gè) 3A 輸出、一個(gè) 1A輸出、兩個(gè) 2A 輸出和一個(gè)始終保持接通的 LDO 之LTC3375。該圖還說(shuō)明了怎樣連接LTC3375以通過(guò)片內(nèi)按鈕接口來(lái)控制一個(gè)上游外部降壓控制器的啟動(dòng)，從而向LTC3375 降壓穩(wěn)壓器提供輸入功率。

圖 1： 低電壓電源具有按鈕控制的上游 HV 降壓轉(zhuǎn)換器和始終保持接通的 LDO

外部 VCC LDO 和外部輸入電源啟動(dòng)控制

LTC3375 能夠控制一個(gè)外部 LDO 傳輸器件以提供其VCC 電源，并為其他任何低電流電子組件 (例如：一個(gè)RTC) 供電。VCC 負(fù)責(zé)給內(nèi)部按鈕電路、WDT、內(nèi)部寄存器和漏極開(kāi)路上拉電阻供電。圖 1 中的外部 LDO可采用24V電壓軌產(chǎn)生一個(gè)3.3V電源。

當(dāng)撳壓按鈕時(shí)，ON 引腳被釋放且 LTC3891 上的 RUN引腳被拉至高電平，從而為 LTC3375 的降壓轉(zhuǎn)換器提供輸入功率。當(dāng) LTC3891 實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓時(shí)，PGOOD 引腳被釋放，啟用 LTC3375 的 EN1 并接通 2A 穩(wěn)壓器。其余的穩(wěn)壓器可利用具精準(zhǔn)門(mén)限的使能引腳或通過(guò)軟件控制型 I2C 命令來(lái)啟用。再次撳壓按鈕并保持 10 秒或更長(zhǎng)的時(shí)間，或者將 KILL 拉至低電平并持續(xù) 50ms或更久，將導(dǎo)致 ON 引腳被拉至低電平，從而停用所有的降壓穩(wěn)壓器。

獨(dú)特的功率控制與特性

I2C 接口可提供大量的穩(wěn)壓器操作控制。每個(gè)穩(wěn)壓器可以設(shè)定為執(zhí)行高效率的突發(fā)模式 (Burst Mode?) 操作以在輕負(fù)載條件下節(jié)省功率，也可設(shè)定為強(qiáng)制連續(xù)模式以實(shí)現(xiàn)較低的輸出紋波電壓。另外，每個(gè)穩(wěn)壓器還可以使開(kāi)關(guān)周期相移0°、90°、180°或270° (相對(duì)于基準(zhǔn)時(shí)鐘)，以在多個(gè)輸出為大負(fù)載供電時(shí)提供一個(gè)較低的輸入紋波電流。另一個(gè)特性是能夠通過(guò)調(diào)節(jié)反饋基準(zhǔn)電壓 (從默認(rèn)的 725mV 設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)，步進(jìn)為25mV，調(diào)節(jié)范圍從 425mV 至 800mV) 來(lái)操控每個(gè)輸出電壓的上升或下降。此外，I2C 接口還用于報(bào)告每個(gè)穩(wěn)壓器的錯(cuò)誤狀況。

LTC3375 具有一個(gè)復(fù)位 (RST) 引腳和一個(gè)中斷請(qǐng)求(IRQ) 引腳，其可通過(guò)編程以在任何穩(wěn)壓器的輸出電壓降至調(diào)節(jié)點(diǎn)的 92.5% 以下時(shí)進(jìn)行報(bào)告。IRQ 引腳還可設(shè)置為在輸入電壓降至低于欠壓閉鎖 (UVLO) 門(mén)限或者芯片溫度達(dá)到設(shè)定溫度門(mén)限時(shí)進(jìn)行報(bào)告。穩(wěn)壓器的 PGOOD 和 UVLO 狀態(tài)、芯片溫度警報(bào)和實(shí)測(cè)芯片溫度可利用微處理器通過(guò)I2C接口進(jìn)行監(jiān)視。

微處理器存在的一個(gè)問(wèn)題是軟件錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致程序中止。LTC3375 具有一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器輸入 (WDI) 引腳，用于監(jiān)視SCL引腳或其他某個(gè)引腳以確定軟件是否仍在運(yùn)行。如果軟件已經(jīng)停止運(yùn)行，則可采用看門(mén)狗定時(shí)器輸出(WDO)引腳來(lái)使微處理器復(fù)位，或切斷高電壓 (HV) 降壓轉(zhuǎn)換器和 LTC3375 降壓穩(wěn)壓器的供電。當(dāng)WDT條件不滿(mǎn)足時(shí)，把WDO引腳連接至微處理器的 RST 引腳將致使微處理器發(fā)生復(fù)位。把 WDO引腳連接至 KILL 引腳將導(dǎo)致 ON 引腳電平走低，從而停用 HV 降壓轉(zhuǎn)換器和所有 LTC3375 穩(wěn)壓器。萬(wàn)不得已時(shí)，可利用一個(gè)按鈕“紙夾”開(kāi)關(guān)將 KILL 引腳拉至低電平以使所有的穩(wěn)壓器斷電。

結(jié)論

LTC3375 可配置為具有多個(gè)穩(wěn)定的 1A 至 4A 輸出 (總共高達(dá) 8A)，并擁有當(dāng)今工業(yè)電子設(shè)備所需要的諸多特性。

審核編輯：郭婷