数字系统电压越来越低，但电池电压却没有。这迫使便携式产品中的DC/DC降压转换器在较低的占空比下工作。不幸的是，低占空比操作降低了效率，因为在低输出电压下开关损耗增加和I(2)R损耗的重要性增加。此外，传统的控制体系结构通常难以在非常短的开关接通时间下操作。带VID的LTC1778和LTC3711通过降压稳压器的新架构解决了这些问题，该架构可提供现代便携式电源所需的低输出电压和高效率。

LTC1778是一个降压控制器，为两个外部n沟道MOSFET开关提供同步驱动。它具有各种功能，以简化设计非常高效的DC/DC降压转换器。真正的电流模式控制架构具有可调的电流限制，可以很容易地补偿，陶瓷输出电容稳定，不需要浪费功率的检测电阻。可选的不连续操作模式增加了轻负载时的效率。LTC1778的工作电压范围从4V到36V，输出电压从0.8V到90% V(IN)。可以选择高达近2MHz的开关频率，允许在组件尺寸的开关效率方面有很大的自由度。故障保护功能包括电源-良好输出，电流限制折回，可选的短路关闭定时器和过压软锁存器。LTC3711基本上与LTC1778相同，但包括一个5位VID接口。

谷电流控制使能t(ON(MIN)) <100纳秒

现代便携式电脑的电源需要从电池组或墙上适配器将高达24V的电压转换为2.5V至0.8V的电压。如此大的输入输出电压比意味着降压稳压器必须在占空比低至3%的情况下工作。在300kHz工作时，这意味着主开关的接通时间只有110ns。传统的电流模式调节器很难达到如此短的接通时间，迫使低频操作和使用更大的组件。

为了克服这一限制，LTC1778系列使用谷电流控制架构，如图1所示。当底部开关M2闭合时，通过SW(或SENSE(+))和PGND(或SENSE(-))引脚之间的压降检测电流。在此期间，通过电感L1的负电压导致流过它的电流衰减。当达到电流控制阈值(I(TH))电压设置的电平时，电流比较器(ICMP)跳闸。这设置闩锁，关闭底部开关并打开顶部(或主)开关M1。经过一段由一次性计时器确定的可控延迟后，顶部开关再次关闭，循环重复。电流控制阈值由误差放大器(EA)设置，该放大器将划分的输出电压与0.8V参考电压进行比较，以便将阈值保持在与负载电流匹配的水平。

与使用内部振荡器的峰值电流控制器相比，这种控制回路有几个优点。因为只有一个镜头定时器决定顶部开关接通时间，它可以做得很短的低占空比应用。另一个优点是不需要坡度补偿。此外，对负载阶跃增加的响应可以非常快，因为环路不必在顶部开关打开和电流开始增加之前等待振荡器脉冲。

灵活的一次性定时器保持频率恒定

虽然LTC1778不包含内部振荡器，但通过使用灵活的单次定时器来控制顶部开关的接通时间，开关频率保持大致恒定。输入I(ON)引脚的电流(I(I))在))将内部定时电容器(C(T))充电到施加在V(ON)引脚上的电压(V(V)在))来确定开机时间:t(ON) = C(t)·V(V)在我(我)/在）. 对于以恒定频率运行的降压稳压器，导通时间与V(OUT)/V(IN)成正比。通过将一个电阻(R(ON))从V(IN)连接到I(ON)引脚，并将V(OUT)连接到V(ON)引脚(如果可用)，可以使一次持续时间与V(OUT)成正比，与V(IN)成反比。然后，转换器将以近似恒定的频率工作，等于(R(ON)·C(T))(-1)。在大多数应用中，输出电压不打算改变。因此，某些版本的LTC1778不使V(ON)引脚可用，其内部默认值为0.7V。通过调节R(ON)的值，可以选择广泛的工作频率。然而，一个重要的限制是设置了500ns的最小关闭时间的顶部开关。这是LTC1778打开底部开关，感应电流然后关闭所需的最小时间。在给定的开关频率下，它对最大占空比设置了限制，如图2所示。例如，在200kHz工作时，LTC1778可以容纳高达90%的占空比。尝试在高于此限制的占空比下操作将导致输出电压脱离调节，下降到满足占空比限制的值。因此，只要占空比足够低，LTC1778可以用于高频降压变换器。例如，10V到2.5V转换器可以在高达1.5MHz的频率下运行。

无R(SENSE)操作提高低V(OUT)效率

LTC1778提供了真正的电流模式控制，而不需要检测电阻，这是一种昂贵的组件，有时很难获得。电流比较器监测SW和PGND引脚之间的电压降，利用底部MOSFET的导通电阻确定电感电流。除了消除感测电阻外，该技术还简化了电路板布局并提高了效率。在电阻感测电压占输出电压很大一部分的低输出电压应用中，效率增益尤其明显。例如，在1V输出转换器中，50mV检测电压会使效率降低5%。

LTC1778允许使用V(RNG)引脚调整电流检测范围，以适应各种MOSFET导通电阻。在选择MOSFET导通电阻时，电源设计人员可以很容易地权衡效率和成本。在最大负载电流下，V(RNG)引脚处呈现的电压应为标称检测电压的十倍，例如，V(RNG) = 1V对应的标称检测电压为100mV。将该引脚连接到INTV(CC)或地，默认的标称检测电压分别为140mV或70mV。电流限制在V(RNG)引脚设定的标称电平的150%和- 50%。

对于那些需要更精确的电流测量的应用，LTC3711和某些版本的LTC1778提供一个或两个电流比较器输入作为单独的SENSE(+)和SENSE(-)引脚。将输入端连接到与底部MOSFET开关源串联的精确感测电阻，可以更准确地确定电流。这对于需要更精确的电流限制或寻求在负载电流变化时主动定位输出电压的应用尤其有益。

输出是保护从各种故障

LTC1778具有许多故障保护功能。输出电压连续监测超出范围的条件。如果它偏离调节点超过±7.5%，则开漏电源输出将拉低以指示失控状态。在过压情况下，顶部开关将关闭，底部开关将打开，直到输出被拉回低于电源-良好阈值。在欠压情况下，如果输出下降25%，则启动短路锁存定时器。如果输出在这段时间内没有恢复，两个开关将关闭，停止转换器。欠压/短路锁存可被覆盖。在这种情况下，如果输出电压继续低于调节点的50%，则电流限制将降低或折叠回其最大值的约四分之一。

其他控制器的流行功能仍然存在

由于开关损耗所消耗的大量电流，在轻负载下连续同步运行降低了效率。通过在不连续模式下运行变换器，提高了效率。在这种模式下，即使电流控制阈值(I(TH))低于该水平，也会在电感电流开始反转的瞬间关闭底部开关。然而，直到I(TH)电平上升回对应于零电感电流的点时，顶部开关才打开。在两个开关关闭期间，输出电流完全由输出电容提供，避免了开关损耗。在这种工作模式下，开关频率与负载电流成正比。

LTC1778包含自己的内部低压差稳压器，提供逻辑级mosfet所需的5V栅极驱动。然而，它也能够接受外部5V到7V的电源，如果一个是可用的。将这样的电源连接到EXTV(CC)引脚禁用内部稳压器;然后，所有控制器和栅极驱动电源都来自外部电源。如果外部驱动来自高效率源，则可以提高整体效率。此外，将V(IN)和EXTV(CC)引脚连接到外部5V电源，允许控制器转换低输入电压，如3.3V和2.5V。

设计的例子

图3显示了使用LTC1778EGN的典型应用电路。该部件的16引脚SSOP版本不能提供所有引脚功能。V(ON)输入内部置为0.7V, SENSE(+)和SENSE(-)引脚分别与SW和PGND引脚共接。该电路在5V和28V之间的输入电压下提供最高10A的2.5V稳压输出。Siliconix的功率mosfet针对低占空比应用进行了优化。1.4毫欧 R(ON)设置250kHz开关频率。这种开关频率在合理的元件尺寸下产生良好的效率。图4显示，根据输出电流和输入电压的不同，该电路的效率从90%到95%不等。在轻负荷时，低于约2A时，电路进入不连续模式以保持高效率。对1A到10A负载步进的响应如图5所示。注意在1A负载下的不连续模式操作以及负载步进后电感电流的快速增加。

图6显示了一个非常高的开关频率降压调节器，允许使用小功率元件。该电路在1.4MHz切换时提供高达3A的2.5V输出。如图2所示，最小的off-time约束将该电路的占空比限制在30%以下。因此，最小允许的V(IN)，以避免dropout是9V。在单个SO-8封装中选择一对低栅极电荷mosfet，以最大限度地减少该高频下的显著开关损耗。效率运行约80%至85%与12V输入。

与许多其他电流模式控制器不同，LTC1778也可以用于高输出电压的应用，几乎可以达到全输入电压。图7用一个12V输出电路说明了这一点，该电路可以提供高达5A的输出。该电路使用LTC1778EGN-1，将PGOOD引脚替换为V(ON)引脚。将此引脚绑高设置内部V(ON)电平为2.4V，降低了300kHz操作所需的R(ON)电阻值。该电路具有优异的效率，在24V V(IN)的5A下达到97%。

LTC3711为0.9V - 2.0V微处理器核心电源增加VID接口

现在许多低压微处理器需要数字控制输出电压和主动电压定位，以改善负载的瞬态响应。LTC3711专门解决了这些需求。它使用LTC1778控制架构来处理低占空比，同时增加一个5位VID接口。VID代码选择0.9V至2.0V的输出电压，兼容英特尔移动奔腾 处理器。LTC1778和LTC3711都包括一个校正误差放大器，其跨导在温度上是恒定的。该功能允许更积极的补偿控制回路更快的瞬态响应，以及实现准确的有源电压定位。随着负载电流的增加，有源电压定位以可控的方式降低输出电压。这在微处理器电源中很有用，其中大负载电流瞬变是输出电压误差的主要原因。

图8显示了一个具有有源电压定位功能的由VID控制的LTC3711应用示例。为了方便电压定位，SENSE(+)引脚在M2的源端使用电流检测电阻。使用电阻R(VP1)和R(VP2)以及误差放大器的微调跨导精确设置电压定位增益。该电路的输出电压在空载时高于1.5V标称输出约65mV，在满载时下降到低于标称输出65mV。电压定位允许输出电容的数量从5个减少到3个，并且仍然保持±100mV的输出电压规格。

结论

LTC1778/LTC3711降压DC/DC控制器设计用于宽输入和输出范围的电源。谷电流控制架构可以从电池组和墙壁适配器等高输入电压源获得非常低的电压输出。消除感测电阻提高了效率，节省了电路板空间和元件成本。LTC1778和LTC3711是提供现代便携式电源所需的低输出电压和高效率的绝佳选择。

奔腾是英特尔公司的注册商标。