LTC3704是一款通用的单端电流模式DC/DC控制器IC，针对负输出转换器应用进行了优化。与针对正输出进行优化的传统控制器不同，LTC3704具有负反馈引脚(NFB)，可以直接连接到从负输出到地的分压器上。这种直接连接通过消除通常需要在地面上电平移位反馈信号的传统胶水电路来节省空间和费用。LTC3704在一个小的MS10封装中提供灵活，高性能的操作。

LTC3704利用Linear Technology Corporation的专有No R(SENSE) 技术，通过感应功率MOSFET的电压，如图1所示。这种传感技术提高了效率，减少了解决方案的尺寸和成本。对于功率MOSFET的漏极超过36V的应用，或者当更精确地控制最大电流很重要时，LTC3704也可以与功率MOSFET源端的传统感测电阻一起使用。

LTC3704的工作频率可以通过从FREQ引脚到地的单个电阻在50kHz到1MHz范围内编程。此外，对于需要由外部时钟控制转换器开关频率的系统，可以使用MODE/SYNC引脚同步LTC3704。

LTC3704具有低静态电流，能够在2.5V至36V的输入电压下工作。当工作在连续传导模式(CCM)下时，IC所产生的静态电流通常仅为550µA加上开关外部功率MOSFET栅极所需的电流(I(QTOT) = 550µA + Q(G)·f(OSC))。在突发模式 操作中，在轻负载下，该总静态电流(I(QTOT))可降至250µA。此外，当芯片处于关机模式(RUN引脚电压低于1.248V)时，总静态电流降至非常低的10µa。

一个高效率，-8V, 1.2A射频电源

图1显示了一个-8V, 1.2A(峰值2.5A)的射频电源，它可以在3V到5V的输入电源下工作。本设计利用No R(SENSE)技术，以最大限度地提高效率，减少电路板空间并降低供应的总体成本。在300kHz的开关频率下工作，可以使用一个小的1:1耦合电感器。一个SO-8功率MOSFET(其最大R(DS(ON))在V(GS) = 2.5V时为16毫欧，在V(GS) = 4.5V时为13.5毫欧)和一个表面贴装二极管提供1.2A至2.5A输出电流水平。本设计中所有电容器均采用低ESR, x5r介电陶瓷。输出电流可以通过选择芯片周围的组件轻松缩放，而无需修改基本设计。

图2显示了3V和5V输入时的效率，图3显示了最大输出电流与输入电压的关系。图4显示了3V和5V输入时的负载阶跃响应。

一个5V到15V输入，-5V输出在3A (5A峰值)转换器软启动和欠压锁定

图5所示的负输出转换器可以在低至5V的直流电源下工作。它还利用了No R(SENSE)技术，以最大限度地提高效率。该设计使用相同的1:1耦合电感，以及Si4884功率MOSFET(在V(GS) = 4.5V时最大R(DS(ON))为16.5毫欧)。用于直流耦合电容器的陶瓷电容器具有低ESR和高RMS电流能力。

图6显示了该转换器在三个输入电压下的效率，而图7显示了最大输出电流与输入电压的关系。

软启动电路由NPN晶体管Q1、电阻R(SS1)和R(SS2)以及电容C(SS)组成。当电路第一次启动时，穿过电阻R(SS1)的Q1的V(BE)定义了通过电容C(SS)的电流。由于I = C·dV/dt，输出处的dV/dt由R(SS1)和C(SS)的值控制(V(BE)恒定在0.7V左右)。电阻R(SS2)用于缓冲C(SS)电容对Q1发射极的影响。图8显示了电源的启动特性。

图5中的电阻R1和R2编程转换器的输入电压导通和关断阈值(分别为4.4V上升和4.1V下降)。感应输入电压在电池应用中是有用的，并且可以保护功率MOSFET在低栅源电压下免于过热。对于一个下降的输入电压(如电池放电)，LTC3704上的RUN引脚与一个内部的、修整的、微功率1.248V基准进行比较。如果RUN引脚低于此阈值，则芯片关闭，静态电流降至10 μ A，以减少电池负载。RUN引脚比较器上的100mV迟滞补偿了空载电池电压(或其他输入电源)的上升，并且通常提供了良好的抗噪性。电容器C1为短欠压条件提供少量的“穿越”能力。

该设计极大地得益于内置在LTC3704中的5.2V低压降稳压器(LDO)。具有如此宽的输入电压范围(5V至15V)通常会给栅极驱动到功率MOSFET带来问题。在高输入电压下，MOSFET的可靠性急剧下降。在低直流输入电压下，芯片电源和栅极驱动器输出之间的任何下降都会降低MOSFET的V(GS)，迫使使用额定V(GS)为2.5V的子逻辑级功率MOSFET。然而，使用pmos输出LDO和强大的CMOS栅极驱动器，在5V输入时，使用LTC3704将全电源电压施加到MOSFET的栅极，从而在功率MOSFET的选择中提供最大的效率和更大的灵活性。

一个SLIC电源

图9说明了设计用于用户线路接口电路(slic)的多输出电信电源。SLIC电源的输入是某种形式的电池(例如，铅酸或锂离子电池)，以便在交流线路故障(或滚动停电)期间为POTS(普通老式电话系统)电话提供通话电池电源。输出电压通常与用户线路从本地集线器到住宅或办公室的距离成正比，以补偿环路的阻抗。多个输出电源用于为距离集线器不同距离的用户组供电。

该电源的-24V输出在正负配置中使用一个二次绕组，而-72V输出在传统的反激模式中使用其他两个绕组。-24V输出被调节，-72V输出通过在-24V输出上叠加额外的绕组获得。标准的Versapak变压器(VP5-0155)是一个方便的选择，在初级上并联3个绕组以满足大电流需求。

本文中描述的其他正负转换器都利用了No R(SENSE) 技术，但这种设计不能，因为它对功率MOSFET的漏极施加了显著的电压应力(具有泄漏尖峰和高频响，MOSFET漏极上的最大电压可以超过40V，而LTC3704上SENSE引脚的绝对最大额定功率为36V)。因此，本设计使用100V BV(DSS)器件，以及MOSFET源中的传统12毫欧感测电阻。由于输入电压高，该检测电阻产生的功率损耗在该系统中相对较小(约为1%)。

在控制最大输出电流的能力优先于提高整体效率的系统中，感测电阻还可以提高性能。离散感测电阻的初始容差通常优于±5%，而功率MOSFET的R(DS(ON))的初始容差通常为±20至±30%。此外，离散电阻的温度系数可以很容易地比功率MOSFET低一个数量级(其R(DS(ON))从25°C增加到125°C约50%)。

输入电源的欠压情况通过由R1和R2组成的电阻分压器在RUN引脚检测。在这种情况下，如果电池组放电低于5.0V，转换器关闭。上升输入启动阈值约为5.4V。可选电容C(R)可用于为转换器提供短暂输入欠压条件下的穿越能力。

结论

LTC3704是一款针对负电压电源进行了优化的多功能控制IC，但可用于各种单端DC/DC转换器拓扑结构。它是一个灵活的，高性能的转换器在一个小，方便的MS10包。它提高了效率，减小了电源的尺寸和重量，节省了总组件和制造费用。其应用范围从单电池、锂离子供电系统扩展到高压、高功率电信设备。