LTC1628是Linear Technology第三代DC/DC控制器的最新成员。(最新的单输出成员包括LTC1735, LTC1735-1和5位VID控制的LTC1736。)这些控制器使用类似于上一代LTC1435 - LTC1439控制器的恒频、电流模式架构和突发模式操作，但具有改进的功能。一个关键的新特性是控制电路，驱动两个顶部开关180度的相位，以最大限度地减少输入电容要求，降低传导和额定电磁干扰。由此产生的输入纹波实际上是非相控器振幅的一半和频率的两倍，显著降低了输入电容要求。OPTI-LOOP 补偿，5V和3.3V待机稳压器，新的保护电路，更严格的负载调节和强大的MOSFET驱动器使这些控制器成为当前和未来几代CPU和/或系统电源应用的理想选择。

LTC第三代DC/DC控制器的新特性

• 双控制器具有相反相位的顶部MOSFET导通时序。

• OPTI-LOOP补偿和突发模式操作降低了输出电容要求，同时优化了瞬态响应，最大限度地减少了所有输出电流水平下的峰对峰输出电压纹波。

• 一个0.8V, 1%的基准允许较低的输出电压操作(低至0.8V)。

• 0.2%负载和线路调节

• 最大电流检测电压从150mV降低到75mV。这将传感电阻的功率损失降低了两倍。

• 栅极驱动器的强度是上一代产品LTC1435-39的三到四倍。这相当于在驱动相同的mosfet时更快的上升和下降时间，以及以更少的转换损耗和更高的效率驱动更大的mosfet的能力。

• 过电压“软锁存器”

• 欠压锁定在3.5V

• 反向限流和可击败过流关断

• 当前比较器的共模范围包括地。这允许开关调节器控制器在接地感测电阻应用中操作，同时保留所有控制器功能的完整操作。

• 三种工作模式(第三项为新)

• 强制PWM:效率低，但噪声低

• 突发模式:非常有效，但会产生噪音，取决于负载

• 突发禁用:由于恒频工作，效率合理，噪音低，低至最大设计负载电流的约1%。

• 最低准点率<200ns允许高V(IN)到V(OUT)比和高频操作而不跳过周期。

• 两个控制器之间LTC1628故障耦合的逻辑控制

• 两个控制器都可以强制进入连续模式

• 当检测到另一个控制器上的短路故障时，一个正常运行的控制器可以关闭(两个控制器都关闭并锁存)。

• LTC1628的待机模式有两个功能:

• 一个公共引脚拉下两个RUN/SS引脚复位

• 一种控制引脚，当拉高时，即使控制器都没有打开，也会打开5V和3.3V备用稳压器。

二段操作

LTC1628双相高效DC/DC控制器首次为便携式应用带来了两相操作的可观优势。笔记本电脑、pda、手持终端和汽车电子设备都将受益于较低的输入滤波要求，减少电磁干扰(EMI)，并提高与两相操作相关的效率。

为什么需要两阶段操作?直到LTC1628，恒频双开关稳压器在相位中操作两个通道(单相操作)。这意味着两个开关同时打开，从输入电容和电池中产生的电流脉冲的幅度是一个调节器的两倍。这些大振幅电流脉冲增加了从输入电容器流出的总有效值电流，需要使用更昂贵的输入电容器，并增加了输入电容器和电池的EMI和损耗。

采用两相操作，双开关稳压器的两个通道进行180度的失相操作。这有效地交织了来自开关的电流脉冲，大大减少了它们叠加在一起的重叠时间。其结果是显著降低了总有效值输入电流，这反过来又允许使用更便宜的输入电容器，降低了对EMI的屏蔽要求，并提高了整体工作效率。

图1比较了代表性的单相双开关稳压器与LTC1628两相双开关稳压器的输入波形。在这些条件下对RMS输入电流的实际测量表明，两相操作将输入电流从2.53A(RMS)降低到1.55A(RMS)。虽然这本身是一个令人印象深刻的减少，但请记住，功率损耗与I(2)(RMS)成正比，这意味着实际浪费的功率减少了2.66倍。降低的输入纹波电压也意味着更少的功率损失在输入电源路径，其中可能包括电池，开关，走线/连接器电阻和保护电路。传导和额定电磁干扰的改善也直接由于RMS输入电流和电压的降低而产生。

当然，两相操作所提供的改进是双开关稳压器相对占空比的函数，而相对占空比又取决于输入电压V(in)(占空比= V(OUT)/V(in))。图2显示了3.3V和5V稳压器在宽输入电压范围内，各具有3A恒负载时，单相和两相工作时的RMS输入电流变化情况。由此可见，两相运行的优势并不局限于较窄的运行范围，实际上可以扩展到较宽的区域。一个好的经验法则是，在大多数应用中，两相操作将需要与在最大电流和50%占空比下工作的单相电路的一个通道相同的输入电容。

现在，最后一个问题:如果双开关稳压器的两相操作比一相操作有这样的优势，为什么以前没有这样做过?答案是，虽然概念上很简单，但很难实施。恒频、电流模式开关稳压器需要一个振荡器衍生的斜率补偿信号，以允许每个稳压器在50%以上的占空比下稳定运行。这种信号在单相双开关稳压器中相对容易得到，但需要开发一种新的专有技术来允许两相操作。此外，对于两相操作，两个通道之间的隔离变得更加关键，因为一个通道中的开关转换可能会潜在地中断另一个通道的操作。

LTC1628证明了这些障碍已经被克服。这种新器件为便携式电子设备中不断增加的高效率电源提供了独特的优势。

附加功能

LTC1628包含两个同步降压开关调节器控制器，使用可编程的固定频率OPTI-LOOP架构驱动外部n沟道功率mosfet。OPTI-LOOP补偿有效地消除了其他控制器对C(OUT)正常运行的约束。99%的最大占空比限制提供了低差操作，延长了电池操作系统的操作时间。强制连续控制引脚可减少噪声和射频干扰，并可在主输出轻负载时通过禁用突发模式来辅助二次绕组调节。软启动是为每个控制器提供了一个外部电容器，可用于适当顺序供应。工作输出电流水平由外部电流检测电阻设定。宽输入供电范围允许从3.5V到30V(最大36V)的操作。

保护

LTC1628控制器(也包含在单输出版本中)的新内部保护功能包括回折限流，短路检测，可选短路锁存和过压保护。这些功能可以保护PC板，mosfet和负载本身免受故障的影响。

故障保护:过流闭锁

除了提供软启动功能外，RUN/SS引脚还可以在检测到过流状态时关闭控制器并锁存。RUN/SS电容器C(SS)(参见图5)最初用于接通和限制控制器的涌流。在控制器启动并给予足够的时间给输出电容充电并提供满载电流后，C(SS)用作短路定时器。如果在C(SS)达到4.2V后，输出电压降至其标称输出电压的70%以下，则认为输出处于严重过流和/或短路状态，C(SS)开始放电。如果这种情况持续足够长的时间，由C(SS)的大小决定，控制器将关闭，直到RUN/SS引脚电压被回收。

这种内置锁存器可以通过在RUN/SS引脚上提供符合4V的>5µA来覆盖(详细信息请参阅LTC1628数据表)。这种外部电流缩短了软启动时间，但也防止了RUN/SS电容器在严重过流和/或短路情况下的净放电。

为什么要打败过流关断?在设计的原型阶段，可能存在噪声拾取或不良布局导致保护电路闩锁的问题。克服这一特性将使电路和PC板布局的故障排除变得容易。内部短路检测和反向限流仍然有效，从而保护供电系统不发生故障。设计完成后，您可以决定是否启用锁存开关功能。

当故障导致任意一个控制器关闭时，逻辑输入引脚FLTCPL可以指导内部控制电路关闭正常运行的控制器。此外，当FCB引脚低于0.8V阈值时，该引脚可以指导两个通道在强制连续(PWM)模式下工作。

故障保护:电流限制和电流回退

LTC1628电流比较器的最大感应电压为75mV，从而产生75mV/R(感应)的最大电感电流。LTC1628包括电流折回，以帮助进一步限制负载电流时，输出短路到地。如果标称输出电压下降超过30%，则最大检测电压从75mV逐渐降低到30mV。在极低占空比的短路条件下，LTC1628将开始周期跳变以限制短路电流。在这种情况下，底部的MOSFET将在大部分时间内导通电流。平均短路电流约为30mV/R(SENSE)。请注意，此功能始终是活动的，并且与短路锁存关无关。

故障保护:输出过压保护(OVP)

输出过压撬杠打开同步MOSFET，迫使受保护的墙壁适配器电源进入电流/功率限制模式，或者当稳压器的输出上升远高于标称水平时，击穿输入引线中的系统保险丝。撬棍会产生比正常操作更大的电流。该功能旨在保护负载免受顶部MOSFET短路或短路到更高的供电轨道。

以前的过电压保护闭锁撬棍方案有许多问题(见表1)。最明显的问题之一，更不用说最恼人的问题，是由噪声或瞬间超过OVP阈值引起的令人讨厌的跳闸。每次锁存OVP发生这种情况时，需要手动复位以重新启动调节器。更为微妙的是由此产生的输出电压反转。当同步MOSFET锁存时，当输出电容放电时，一个大的反向电流被加载到电感中。当输出电压达到零时，它不会停止在那里，而是继续走向负，直到反向电感电流耗尽。这需要一个相当大的肖特基二极管横跨输出，以防止输出电容和负载上的过度负电压。

锁存OVP电路的另一个问题是它们与动态CPU核心电压变化的不兼容性。如果输出电压从较高的电压重新编程到较低的电压，OVP将暂时指示故障，因为输出电容将暂时保持先前的较高输出电压。使用锁存OVP，结果将是另一个锁存关断，需要手动复位以获得新的输出电压。为了防止这个问题，OVP阈值必须设置在最大可编程输出电压之上，当输出电压被编程为接近其范围的底部时，这将没有什么好处。

为了避免传统锁存式OVP电路的这些问题，LTC1628采用了一种新的“软锁存”OVP电路。无论工作模式如何，只要输出电压超过调节点7.5%以上，同步MOSFET就会被强制导通。然而，如果电压随后返回到安全水平，则允许恢复正常操作，从而防止由噪声或电压重编程引起的锁存关断。只有当一个真正的故障，如短路的顶部MOSFET，存在时，同步MOSFET保持锁存，直到输入电压崩溃或系统熔断器熔断。

新的软锁存器OVP还提供保护和易于诊断其他过电压故障，例如较低的电源轨短路到较高的电压。在这种情况下，较高稳压器的输出电压被拉低到软锁存稳压器的OVP电压，从而可以通过直流测量轻松诊断问题。另一方面，闭锁OVP在闭锁时只能提供故障的短暂一瞥，迫使使用昂贵的数字示波器进行故障排除。

三种工作模式/一个引脚:强制PWM，突发和突发禁用

FCB引脚是控制LTC1628工作模式的多功能引脚。当FCB引脚低于0.8V阈值(或接地)时，如果V(FLTCPL) = 0V，则强制在第一个控制器上进行连续模式操作，如果V(FLTCPL) = 5V，则强制在两个控制器上进行连续模式操作。在连续模式下，无论输出上的负载如何，顶部和底部mosfet都继续同步驱动。在低负载电流下，电感电流允许为负，以维持二次输出电压。来自次级绕组的电压可以电阻性地向下划分并馈送到FCB引脚中，以强制按要求暂时或连续地连续操作，以调节次级输出电压。这样就可以调节二次输出电压，而不考虑一次输出上的负载。

当FCB引脚处于打开状态时，启用突发模式操作。突发模式操作允许输出mosfet的间歇开/关PWM操作，根据需要保持输出处于调节状态。这以输出电压纹波(20mV-30mV)的轻微增加为代价，使效率最大化。

通过将FCB引脚绑在INTV(CC)引脚上来选择突发禁用模式。突发禁用模式采用恒频、不连续电感电流方法。这种模式不如突发模式高效，但允许低噪声，恒频工作，低至最大设计负载电流的约1%，并且不允许电感电流反转。在非常低的电流下，周期被跳过以保持适当的输出电压。

表2总结了FCB引脚上可用的可能状态。

图3给出了三种工作模式下稳压器效率的比较:强制连续工作、突发禁用(脉冲跳变)模式和突发模式工作。

速度

LTC1628设计用于比LTC1435-39系列更高电流的应用。更强的栅极驱动允许并联多个mosfet或更高的工作频率。LTC1628通过将最小导通时间降低到200ns以下，对低输出电压工作进行了优化。但是，请记住，在高输入电压和高频率下，转换损耗仍然会造成显著的效率损失。LTC1628可以在300kHz工作，但这并不意味着它应该在每个应用中使用。图4显示了MOSFET充电电流与频率的关系图。

线性电流比较器操作

由于市场趋势迫使输出电压越来越低，电流感测输入已针对低压操作进行了优化。电流感测比较器具有线性响应特性，对于输出电压从0V到6V没有不连续。在LTC1435-LTC1439中，使用两个输入级来覆盖该范围，因此存在重叠(与过渡区域)。包括LTC1628在内的所有第三代产品仅使用一个输入级，并包括在整个输出电压范围内工作的斜率补偿。这使得第三代控制器可以在接地R(SENSE)应用程序中操作。

远程输出电压传感

LTC1628还具有遥感能力。在输出负载和SGND之间连接一个电阻分压器。SGND引脚可以连接到负载返回，允许开尔文连接，直接在负载上遥测输出电压，消除任何PC板走线电阻误差。

应用程序

图5显示了一个使用LTC1628的5V/3A、3.3V/5A应用程序。输入电压范围为5V ~ 28V。表3比较了第三代LTC1628和LTC的第二代LTC1438 /LTC1439双控制器。

结论

LTC1628是Linear Technology第三代恒频、n通道、高效率控制器家族的最新成员。LTC1628具有反相、新的保护功能、OPTI-LOOP补偿和强大的MOSFET驱动器，是许多系统电源应用的理想选择。第三代控制器经过专门设计，以最大限度地降低整体电源系统成本和外部组件的物理尺寸和数量，以满足新产品的尺寸/性能要求。这些控制器的高性能，具有宽输入电压范围，1%输出电压精度和严格的线路和负载调节，使其成为下一代设计的理想选择。