在电源设计中，高效率、小尺寸和快速瞬态响应往往是矛盾的。人们普遍认为，任何一种电源设计最多只能实现其中两种，而牺牲第三种。这已不再是事实。LTC3708两相PWM控制器通过提供一组独特的强大功能(如表1所示)，使同时实现这三个目标成为可能。

LTC3708是一款双输出、同步降压DC/DC控制器。它采用恒导通、谷电流控制架构来独立调节每个输出。第一输出通道的导通时间由外部电阻编程，使开关频率在输入电压变化时保持相对恒定。内部锁相环(PLL)将第二个输出通道的频率锁定到第一个通道的频率，但是有180°的相移，这个两相操作减少了输入的RMS电流和电磁噪声。

图1显示了LTC3708的紧凑、高效率双输出电源，具有非常快的瞬态响应。

那么LTC3708如何同时实现高效率、快速响应和紧凑的尺寸呢?

高效率源于多种特性的结合，包括No R(SENSE) 电流传感技术、两相工作模式、板载大电流同步MOSFET驱动器，以及减少轻负载下开关和栅极驱动损耗的脉冲跳变功能。

快速的瞬态响应是电流模式控制方法和恒定导通结构的结果，它可以实现非常窄的脉冲宽度(最小t(ON) <85ns)，没有时钟延迟。

由于LTC3708的高频能力、最小的输入和输出电容要求以及高水平的电路集成度，使得紧凑的解决方案尺寸成为可能——整个控制和栅极驱动电路被集成在一个小的5mm × 5mm QFN封装中。

LTC3708还包括输出电压跟踪、宽输入电压范围、外部频率同步和100μs Power Good掩蔽等功能。电压跟踪是准确的在整个输出范围内，在斜坡上升和斜坡下降转换。

恒定准时架构

现代数字器件(如cpu、fpga和dsp)需要高开关频率来实现快速瞬态响应。与此同时，这些数字器件的工作电压不断降低。更高的开关频率和较低的输出电压的组合转化为更窄的脉冲宽度和更短的导通时间-一个要求，可以排除使用许多恒频控制器，其中最小导通时间是数百纳秒。此外，恒频器件具有固有的时钟延迟，这进一步延迟了电源对瞬态负载增加的响应。

相反，LTC3708采用恒定导通、谷电流控制架构，大大改善了瞬态响应。最小接通时间小于85ns;一个15v到1.5 v的转换器可以设计到1MHz，没有无意的脉冲跳变。此外，LTC3708对负载增加会立即做出反应。它不需要等待下一个周期的开始来响应——没有时钟延迟。图2显示了图1所示电路的瞬态波形。

外部频率同步

恒定导通结构改善了瞬态响应，但导致开关频率随输入电压和/或输出电流的变化而变化。在LTC3708中，V(IN)变化的影响(通过其准时编程)被最小化，而I(OUT)变化的影响则更难消除。从输入到输出的所有寄生电阻(电池电阻，MOSFET R(DS(ON))和电感DCR)都有助于频率变化，特别是在低输出电压下。

LTC3708为需要恒定开关频率的应用提供外部频率同步。当外部时钟信号连接到FCB引脚时，内部锁相环将TG1的上升沿锁定到外部时钟的上升沿，并产生一个不受线路和负载变化影响的固定开关频率。锁相环的响应时间被设计得比主PWM环慢得多，因此频率同步不会干扰瞬态响应;换句话说，在保持开关频率恒定的情况下，完全保持恒定准时控制的快速速度。恒定准时和恒定频率操作的综合优势如图3所示。

二段操作

当两个输出来自同一输入源时，开关频率的差异会产生难以滤波的拍频。为了避免这种情况，两个输出通道必须具有相同的开关频率。此外，如果两个输出通道同时打开或关闭，则每个通道同时调用电流时，输入RMS电流最大。一个好的电源设计旨在最小化输入电流，因为更高的输入RMS电流意味着更大的输入电容，更大的功率损耗沿着输入电源路径(电池，开关，连接器和保护电路)以及过多的额定和传导电磁干扰(EMI)。

LTC3708消除了拍频，并通过交错输出通道最小化输入均方根电流。第二个锁相环同步两个输出通道的开关频率，但在TG1和TG2的上升沿之间保持180°相位差。这种两相操作最大限度地减少了输入有效值电流，从而减小了溶液尺寸，提高了整体效率并衰减了EMI。图4比较了单相设计与两相实现的输入均方根电流。当两个变换器的输入范围为5V至36V时，输入有效值电流减小幅度大于40%。

No R(SENSE)电流检测

电流模式控制简化了开关电源的补偿设计，但通常会增加额外电流传感器件的成本(最常见的是一个几毫欧姆的传感电阻)。然而，低电压电源不能承受通过感测电阻的电压降。例如，对于1V电源，100mV检测电压会导致大约10%的效率损失。

LTC3708通过检测同步MOSFET上的电压降来解决上述问题。没有专用的检测电阻，效率得到提高，成本降低，整体尺寸最小。为了适应不同功率mosfet的R(DS(ON))变化，LTC3708允许用户通过在V(RNG)引脚上施加直流电压来编程从50mV到200mV的检测电压范围。由于每个输出通道都有自己的V(RNG)引脚，因此可以使用不同的mosfet。对于需要更精确的电流传感并且可以容忍效率损失的应用，LTC3708仍然允许在同步MOSFET和电源接地之间使用检测电阻。图5显示了图1所示电路的效率。

输出跟踪

当一个数字设备由多个电源供电时(例如，一个为核心供电，另一个为I/O供电)，通常需要在不同电源之间进行电压跟踪。如果不这样做，可能会导致电路故障，电源挂机甚至对设备造成永久性损坏。

LTC3708的TRACK2引脚作为参考电压的钳位，允许用户编程不同的输出跟踪模式。通道1是默认的主通道，并设置了更高的输出电压。通道2，作为一个低输出从属，以一种由连接到TRACK2引脚的电阻分压器编程的方式跟踪第一输出。如果选择分割器的比率与VFB2上的比率相同，则启用同步跟踪(图6a)。如果TRACK2电阻分压器的比率与VFB1相同，则实现比率跟踪(图6b)。在这两种情况下，通道2的输出电压及其斜坡速率完全由通道1控制;通道2跟踪通道1在其整个输出范围在斜坡上升和斜坡下降过渡。

与TRACK2类似，TRACK1引脚在多个电源或额外的LTC3708之间提供输出跟踪。当一个电压坡道出现在TRACK1时，通道1或巧合地或比例地跟踪它，而通道2相应地跟随通道1。

结论

LTC3708使设计具有高效率、快速瞬态响应和紧凑解决方案尺寸的电源成为可能。它具有恒定时控制的快速速度和恒频控制的固定稳态频率，这两个特性在以前是相互排斥的。集成的电压跟踪功能进一步简化了系统级定时设计，确保了在升压和降压转换时的准确跟踪。

LTC3708的保护功能包括逐周限流、过压撬棍、短路定时器和具有100μs去故障屏蔽的Power Good指示器。LTC3708的这些特性和其他特性使其非常适合高性能电源管理应用。