在具有广泛分布、大电流、低电压负载的系统中，易于使用和紧凑的负载点电源是必要的。LTC3415提供了一个紧凑、简单、完整和通用的解决方案。它包括一对集成的互补功率mosfet (32毫欧顶部和25毫欧底部)，不需要外部感测电阻。完整的设计包括选择电感和输入/输出电容，仅此而已。结果是一个快速，恒频，电流模式，7A DC/DC开关稳压器。

特性

整体解决方案非常紧凑，因为LTC3415的QFN 5mm × 7mm封装占地面积小，而其1.5MHz的高工作频率允许使用小型低轮廓表面贴装电感器和陶瓷电容器。对于高于7A的负载，多个ltc3415可以级联以在相互反相运行时共享负载，从而减少输入和输出的总体纹波。其他功能包括:

• 扩频操作，降低系统噪声;

• 控制V(OUT)上升和下降的输出跟踪;

• 输出余量，便于系统压力测试;

• 突发模式 操作，在低负载时降低静态电流并提高效率;

• 低关机电流小于1μA;

• 100%占空比低差操作，锁相环允许频率同步±50%，

• 容易级联的多设备负载共享与多相操作

• 内部或外部I(TH)补偿，方便使用或循环优化。

操作

图1显示了LTC3415在3.3V至1.8V/7A降压转换器中的典型应用。图2显示了它的效率和功率损耗与负载电流的关系。图3显示了它对5A负载的瞬态响应。

LTC3415采用恒频电流模式架构驱动一对互补功率mosfet。内部振荡器设置设备的1.5MHz工作频率。主p沟道功率MOSFET在每个振荡器周期打开，当内部电流比较器跳闸时关闭，表明电感电流已达到I(TH)引脚设定的水平。内部误差放大器，反过来，通过连接到VFB引脚的外部电阻分压器监测输出电压，驱动I(TH)引脚。当p沟道功率MOSFET关闭时，内部同步n沟道功率MOSFET打开，直到电感电流开始反转，如SW引脚进入地下所示，或直到下一个周期开始。

操作模式:突发，脉冲跳跃，和强制连续

通过MODE引脚可以选择三种工作模式。将其连接到V(IN)使突发模式操作效率最高。在低输出负载期间，峰值电感电流限制被限制在最大值的四分之一左右，并监测I(TH)引脚，以确定设备是否将进入节能休眠模式。在突发模式下，由于大部分内部电路被关闭，静态电流降低到450μA。

对于旨在减少输出纹波并努力在恒定频率下最大化工作时间的应用，脉冲跳变模式是一个很好的解决方案。通过让mode引脚浮动或将其绑到V(IN)/2或V(OUT)来启用脉冲跳变模式。电感电流仍然不允许反向在突发模式操作，但峰值电感电流限制不再钳住内部。I(TH)完全控制输出电流，直到I(TH)降得很低(在低输出负载下)，达到器件的最小导通时间，LTC3415开始跳过周期。

对于即使在空载情况下也需要恒频工作的应用，LTC3415可以通过将mode引脚接地而进入强制连续模式工作。在这种模式下，允许电感电流反转，而内部功率mosfet始终以相同的频率驱动。

输出跟踪

对于需要在各种输出之间进行受控输出电压跟踪的应用，以防止在打开和关断期间电流过大或甚至锁存，LTC3415包括一个Track引脚，允许用户对其在启动和关闭期间的输出电压斜坡进行编程。在启动过程中，如果Track引脚上的电压小于0.57V，则反馈电压调节到该跟踪电压，从而编程输出电压跟随。跟踪时电感电流不允许反向，保证单调电压上升。当跟踪电压超过0.57V时，停止跟踪，反馈电压调整到内部参考电压0.596V。换句话说，输出电压由跟踪电压控制，直到输出处于调节状态。

将LTC3415的运行引脚降至1.5V以下通常会关闭该部件，但如果在关闭期间输出还需要跟踪，则即使运行引脚低，LTC3415也必须保持活动状态。因此，在关机期间，如果Track低于SV(IN) 0.5V或更高，那么即使Run低，LTC3415也不会关机，直到Track降至0.18V以下，从而允许输出在其下降期间正确跟踪主电压。对于不需要跟踪或外部控制软启动的应用，只需将Track引脚绑在SV(IN)上。

输出加旁注

为了方便和准确地对LTC3415的输出进行系统压力测试，用户可以将LTC3415的输出编程为其标称工作电压的±5、±10和±15%。MGN引脚，当左浮动时，强制正常操作。当MGN与地相连时，它强制负边际，其中输出电压低于调节点。当MGN连接到SV(IN)时，输出电压被迫高于调节点。输出电压余量由BSEL引脚决定。当BSEL较低时，它是5%。当BSEL高时，它是10%。当BSEL保持浮动时，保证金百分比为15%。为了防止在边际时系统故障，内部输出过压和欠压比较器被禁用，因此PGOOD仍然被外部电阻拉高。

多相操作

对于需要超过7A电流的输出负载，多个ltc3415可以级联以在平均共享输出负载电流的同时失相运行。图4显示了一个双相单输出3.3V至1.8V 14A的应用，使用两个LTC3415s相互180°失相运行。图5显示了1相、2相、3相、4相、6相运行的综合效率。

CLKIN引脚允许LTC3415同步到外部频率(0.75Mhz和2.25Mhz之间)，内部锁相环允许LTC3415锁定到CLKIN的相位。CLKOUT信号可以连接到以下LTC3415级的CLKIN引脚，以对齐整个系统的频率和相位。将PHMODE引脚分别连接到SV(IN)、SGND或SV(IN)/2(浮动)上，会产生180°、120°或90°的相位差(CLKIN和CLKOUT之间)，分别对应于2相、3相或4相操作。通过将每个相的PHMODE引脚设置为不同的电平，可以编程共12个相。例如，从级与主级相位相差180°的从级可以产生120°的CLKOUT信号，该信号距离下一级的主级300°(PHMODE = SGND)，然后可以为下一级产生距离主级420°或60°(PHMODE = SV(IN)/2)的CLKOUT信号。参见图6。

多相电源可以显著减少输入和输出电容中的纹波电流。输入纹波电流的有效值除以所用相数，有效纹波频率乘以所用相数(假设输入电压大于所用相数乘以输出电压)。输出纹波幅度也减少了，有效纹波频率增加了，所使用的相位数。

输出电流分担

当多个ltc3415级联驱动公共负载时，精确的输出电流共享对于实现最佳性能和效率至关重要。否则，如果一个级比另一个级提供更多的电流，那么两个级之间的温度是不同的，这可以转化为更高的开关R(DS(ON))，更低的效率和更高的RMS纹波。每个LTC3415都有一个修剪过的峰值电流限制，当多个LTC3415的I(TH)引脚绑在一起时，每个LTC3415的输出电流几乎相同。

由于物理距离和开关噪声的原因，LTC3415级之间的地电位不同，可能导致每个级看到的绝对I(TH)值发生偏移。为了确保地电平不影响I(TH)值，LTC3415使用差分放大器，该差分放大器不仅将I(TH)引脚作为输入，还将I(THM)引脚作为输入，该引脚不连接到除I(TH)差分放大器之外的任何其他电路。因此，所有LTC3415级的I(THM)引脚应该绑在一起，然后仅在一点上连接到SGND引脚。

内部/外部I(TH)补偿

在单相工作期间，用户可以简化内部误差放大器环路(在I(TH)引脚上)的补偿，将其连接到SV(IN)以启用内部补偿，该内部补偿将一个带有50pF帽的内部50k电阻串联到内部I(TH)补偿点。这是以牺牲OPTI-LOOP 优化为代价的简单性和易用性的权衡，在OPTI-LOOP 优化中，可以选择外部I(TH)元件以最小输出电容优化环路瞬态响应。

在多相运行中，为了实现准确的负载分担，需要将各相的I(TH)引脚全部连接在一起，因此不能进行内部I(TH)补偿，需要合理选择外部补偿元件，以获得最佳的暂态响应和稳定运行。

主/从操作

在多相单输出操作中，用户可以选择在多主模式下运行，其中所有的FB, I(TH)和各级的输出引脚相互绑定。所有的误差放大器都有效地并联工作，系统的总跨导(g(m))增加了级数。I(TH)值决定了从每个级传递给负载的电流大小，由外部I(TH)补偿元件进行平均和平滑。然而，在某些应用中，多个3415产生的更高的g(m)会使系统环路更难补偿;在这种情况下，用户可以选择另一种操作模式。

第二种操作模式是单主操作，其中只有主级的误差放大器被使用，而其他级(从级)的误差放大器被禁用。通过将其FB引脚绑到SV(IN)来禁用从机的误差放大器，这也禁用了内部过压比较器和电源-良好指示器。主控误差放大器通过其FB引脚感知输出，并驱动所有级的I(TH)引脚。为了考虑各级之间的接地电压差异，用户应将所有I(THM)引脚绑在一起，然后将其绑在主信号地上。因此，不仅更容易进行环路补偿，这种单主操作还应该在级之间提供更准确的电流共享，因为它可以防止每级的误差放大器输出(I(TH))干扰另一级的输出。

扩频运算

当电磁干扰(EMI)是一个问题时，开关调节器可能会很麻烦。开关稳压器以一个周期接一个周期的方式将功率转移到输出端。在大多数情况下，运行频率是固定的，或者是基于输出负载的常数。这种转换方法在工作频率(基频)和工作频率(谐波)的倍数处产生大量噪声分量。

为了降低这种噪声，LTC3415可以通过将CLKIN引脚绑在SV(in)上运行在扩频操作中。在扩频操作中，LTC3415的内部振荡器被设计成产生一个周期随机的时钟脉冲，其周期固定在标称频率的60%到140%之间。这样做的好处是使开关噪声在一定频率范围内波动，从而显著降低峰值噪声。图7a和7b显示了LTC3415的扩频特性与自由恒频工作相比如何显著降低峰值谐波噪声。如果CLKIN连接到地或由外部频率同步信号驱动，则扩频操作将被禁用。

结论

LTC3415具有许多操作功能和紧凑的整体解决方案尺寸，是当今负载点电源的理想选择。它还具有简单的可升级性:如果电源的负载需求增加，无需担心整个系统的重新设计，只需堆叠另一个LTC3415并继续工作。