摘要: 随着集成电路技术的不断缩小,当今电子产品的工作电压已经远远低于2V,这给设计带来了许多挑战。一个常见的问题是需要多个电源电压。
随着集成电路技术的不断缩小,当今电子产品的工作电压已经远远低于2V,这给设计带来了许多挑战。一个常见的问题是需要多个电源电压:例如,一个电压用于CPU核心,另一个电压用于I/O,还有其他电压用于外设。敏感的射频、音频和电路可能需要额外的专用静音电源,与对噪声不太敏感的数字电路分开。随着电源数量的增加,为每个电压和特殊要求子系统使用单独的电源IC变得不切实际。电路板面积将很快被电源消耗。解决空间紧张的一个方案是电源集成,由LTC3446这样的三重稳压器提供-来自单个IC的三个电压。
LTC3446结合了一个1A同步降压稳压器和两个300mA极低差(VLDO )线性稳压器,从单个输入电压提供多达三个降压输出电压,所有这些都在一个微小的3mm × 4mm DFN中。2.7V至5.5V输入电压范围非常适合锂离子/聚合物电池供电的应用,以及从5V或3.3V导轨供电的低压逻辑。输出电压范围扩展到0.4V的VLDO稳压器和0.8V的降压转换器。
每个输出通过其自己的使能引脚独立地启用或关闭。当所有输出关断时,V(IN)静态电流降至1μA以下,节省电池电量。每个输出的调节电压由外部电阻分压器编程。buck调节器回路响应可以通过调整I(TH)引脚的RC网络来适应负载。
1A同步降压提供主输出高效率,最高可达90%。这种降压转换器的特点是在2.25MHz恒定频率的电流模式操作,允许使用小型电容器和电感。两个300mA的VLDO稳压器可以连接到降压输出,以提供两个额外的低电压输出。这样,降压在开关稳压器典型的高效率下执行大部分降压,而VLDO稳压器在线性稳压器典型的极低噪声水平下提供额外的低电压和良好的效率。
图1中的原理图显示了LTC3446配置为从降压输出1.8V,从第一个VLDO稳压器输出1.5V,从第二个VLDO稳压器输出1.2V。图2显示了图1电路组装到印刷电路板上。
图1所示。LTC3446电源的原理图,配置为从1A降压输出1.8V,从300mA VLDO稳压器输出1.5V和1.2V。VLDO稳压器通过LVIN引脚从Buck输出供电。
图2。LTC3446三路电源在印刷电路板上的组装。
LTC3446的降压稳压器在轻负载下工作时具有突发模式操作,以增加输出纹波和引入低于2.25MHz时钟频率的开关噪声为代价。可以通过将modelel引脚调高来击败突发模式操作,该引脚命令LTC3446继续以2.25MHz时钟频率切换到非常轻的负载,然后根据需要跳过脉冲以保持调节。图3显示了降压稳压器对负载电流的效率,也说明了在负载电流低于100mA时使用突发模式操作的典型效率增益。
图3。LTC3446 Buck稳压器对负载的效率。
LTC3446中的vldo采用NMOS源从动器架构,以克服大多数基于PMOS和PNP的LDO稳压器架构固有的降压、静态电流和负载瞬态响应之间的传统权衡。V(IN)引脚(参见图1)仅提供VLDO控制和参考电路所需的微功率偏置,通常在单芯锂离子电压下。实际负载电流来自LV(IN)引脚,它可以连接到降压稳压器输出。
每个VLDO稳压器提供高精度输出,能够提供300mA的输出电流,从LV(IN)到LV(OUT)的典型压降电压仅为70mV。V(IN)应超过LV(OUT)调节点1.4V,为内部NMOS通道器提供足够的栅极驱动。典型的单芯锂离子工作电压可低至3.2V,支持高达1.8V的VLDO输出电压。
LTC3446包括一个内置电源监视器。当任何使能输出超过其调节值的±8%时,PGOOD开漏输出引脚被拉低。一旦所有使能输出都在这个容差窗口内,PGOOD引脚就会变成高阻抗。微处理器可以监控这个漏极输出引脚,以评估最近启用的输出何时完成启动。
LTC3446在一个微小的3mm × 4mm DFN封装中封装了一个高效的1A降压稳压器和两个300mA VLDO稳压器。LTC3446的输出电压范围可扩展到VLDO稳压器的0.4V和降压的0.8V,输入电压范围可覆盖单电池锂离子范围,最高可达5.5V,是当今多电压,低于2v系统的理想选择。
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