IC工藝幾何尺寸的日益縮小促使當(dāng)今電子產(chǎn)品的工作電壓降至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2V的水平，由此帶來(lái)了諸多的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題是要多個(gè)電源電壓，例如：一個(gè)電壓用于CpU內(nèi)核，另一個(gè)電壓用于I/O，還有其它一些電壓則用于外設(shè)。敏感的RF、音頻和仿真電路有可能要另外的專(zhuān)用低噪聲電源(這些電源與那些對(duì)噪聲不太敏感的數(shù)字電路是分開(kāi)的)。隨著電源數(shù)目的新增，為每個(gè)電壓和具有特殊要求的子系統(tǒng)使用一個(gè)單獨(dú)的電源IC變得不切實(shí)際。電路板的面積將很快地被日漸增多的電源所占用。針對(duì)空間不足的一種解決方法是利用一個(gè)三路穩(wěn)壓器(例如：LTC?3446，可由單顆IC芯片供應(yīng)3種電壓)來(lái)實(shí)現(xiàn)電源集成。

內(nèi)置于一個(gè)纖巧型封裝中的三路電源

LTC3446集成了一個(gè)1A同步降壓型穩(wěn)壓器和兩個(gè)300mA非常低壓差VLDO?線性穩(wěn)壓器，以從單個(gè)輸入電壓供應(yīng)多達(dá)三種降壓輸出電壓，該器件采用了纖巧型3mmx4mmDFN封裝。2.7V至5.5V的輸入電壓范圍非常適合于鋰離子/鋰聚合物電池供電型應(yīng)用，以及從5V或3.3V電源軌來(lái)為低電壓邏輯電路供電。輸出電壓范圍向下擴(kuò)展至0.4V(用于VLDO穩(wěn)壓器)和0.8V(用于降壓型轉(zhuǎn)換器)。

每個(gè)輸出均通過(guò)其自己的使能引腳來(lái)獨(dú)立地啟用或關(guān)斷。當(dāng)所有的輸出均被關(guān)斷時(shí)，VIN靜態(tài)電流將降至1μA或更低，從而保存了電池功率。每個(gè)輸出的調(diào)節(jié)電壓由外部電阻分壓器來(lái)設(shè)置?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)ITH引腳上的RC網(wǎng)絡(luò)來(lái)使降壓穩(wěn)壓器環(huán)路響應(yīng)與負(fù)載相適應(yīng)。

高效率和低噪聲

1A同步降壓型轉(zhuǎn)換器以高效率(達(dá)90%)供應(yīng)了主輸出。該降壓型轉(zhuǎn)換器執(zhí)行2.25MHz的恒定頻率電流模式操作，因而允許使用小的電容器和電感器。兩個(gè)300mAVLDO穩(wěn)壓器可以連接起來(lái)，以把降壓轉(zhuǎn)換器輸出作為工作電源，以供應(yīng)兩個(gè)額外的較低電壓輸出。這樣，降壓轉(zhuǎn)換器將以高效率(這是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的特點(diǎn))來(lái)執(zhí)行大部分降壓操作，而VLDO穩(wěn)壓器則以上佳的效率和極低的噪聲電平(這是線性穩(wěn)壓器的特點(diǎn))供應(yīng)了額外的較低電壓。

圖1：LTC3446電源配置為從1A降壓穩(wěn)壓器供應(yīng)1.8V輸出以及從300mAVLDO穩(wěn)壓器供應(yīng)1.5V和1.2V輸出時(shí)的電路原理圖。VLDO穩(wěn)壓器由降壓輸出通過(guò)LVIN引腳來(lái)供電。

圖1中的電路原理圖標(biāo)出了LTC3446被配置為從降壓穩(wěn)壓器供應(yīng)1.8V輸出、從第一個(gè)VLDO穩(wěn)壓器供應(yīng)1.5V輸出、從第二個(gè)VLDO穩(wěn)壓器供應(yīng)1.2V輸出時(shí)的情形。圖2示出了裝配在一塊印刷電路板上的圖1電路。

圖2：裝配在一塊印刷電路板上的LTC3446三路電源

圖3：LTC3446的降壓型穩(wěn)壓器與負(fù)載電流的關(guān)系曲線

在輕負(fù)載條件下可選擇執(zhí)行突發(fā)模式(BurstMode?)操作或脈沖跳躍操作

LTC3446的降壓型穩(wěn)壓器具有突發(fā)模式操作功能，在輕負(fù)載條件下運(yùn)作時(shí)可實(shí)現(xiàn)最佳的效率，為此付出的代價(jià)是輸出紋波增大，并出現(xiàn)了低于2.25MHz時(shí)鐘頻率的開(kāi)關(guān)噪聲?？赏ㄟ^(guò)把MODESEL引腳拉至高電平來(lái)停用突發(fā)模式操作，這將使LTC3446以2.25MHz的時(shí)鐘頻率持續(xù)執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作(直至負(fù)載非常輕的條件下)，從而根據(jù)要跳過(guò)某些脈沖，以維持穩(wěn)壓用途。圖3描繪了降壓型穩(wěn)壓器的效率與負(fù)載電流的關(guān)系曲線，并且示出了通過(guò)在負(fù)載電流低于100mA的條件下執(zhí)行突發(fā)模式操作而實(shí)現(xiàn)的典型效率提升。

非常低壓差(VLDO)線性穩(wěn)壓器

LTC3446中的VLDO采用了一種NMOS源極跟隨器架構(gòu)，旨在克服壓差電壓、靜態(tài)電流和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)之間的傳統(tǒng)折衷問(wèn)題，這是大多數(shù)pMOS和pNp型LDO穩(wěn)壓器架構(gòu)中的固有問(wèn)題。VIN引腳(參閱圖1)僅供應(yīng)VLDO控制和基準(zhǔn)電路所需的微功率偏壓(通常處于單節(jié)鋰離子電池電壓)。實(shí)際的負(fù)載電流由LVIN引腳供應(yīng)，該引腳可被連接至降壓型穩(wěn)壓器的輸出。

每個(gè)VLDO穩(wěn)壓器供應(yīng)了一個(gè)高準(zhǔn)確度輸出，該輸出能夠供應(yīng)300mA的輸出電流和一個(gè)僅70mV的典型壓差電壓(從LVIN至LVOUT)。VIN應(yīng)超過(guò)LVOUT調(diào)節(jié)點(diǎn)達(dá)1.4V，以供應(yīng)足夠柵極驅(qū)動(dòng)電壓至內(nèi)部NMOS傳輸器件。典型的單節(jié)鋰離子電池工作電壓擴(kuò)展到低至3.2V，因而可支持高達(dá)1.8V的VLDO輸出電壓。

一個(gè)電容值為1μF至2.2μF的陶瓷電容器便是進(jìn)行輸出旁路的全部所需。一個(gè)400mV的低基準(zhǔn)電壓允許把VLDO穩(wěn)壓器的電壓設(shè)置得遠(yuǎn)低于LDO穩(wěn)壓器通常可供應(yīng)的電壓。

電源良好檢測(cè)LTC3446包括一個(gè)內(nèi)置電源監(jiān)視器。當(dāng)任何使能輸出偏離其穩(wěn)壓值達(dá)±8%以上時(shí)，pGOOD漏極開(kāi)路輸出引腳將被拉至低電平。當(dāng)所有的使能輸出均位于該容限窗口之內(nèi)時(shí)，pGOOD引腳將變至高阻抗?fàn)顟B(tài)。一個(gè)微處理器能夠監(jiān)視該漏極開(kāi)路輸出引腳，以確定一個(gè)最近使能的輸出何時(shí)完成了啟動(dòng)操作。

結(jié)論

LTC3446把一個(gè)高效率1A降壓型穩(wěn)壓器和兩個(gè)300mAVLDO穩(wěn)壓器集成在一個(gè)纖巧的3mmx4mmDFN封裝之中。憑借一個(gè)擴(kuò)展到低至0.4V(用于VLDO穩(wěn)壓器)和0.8V(用于降壓型轉(zhuǎn)換器)的輸出電壓范圍，以及一個(gè)涵蓋單節(jié)鋰離子電池電壓范圍至高達(dá)5.5V的輸入電壓范圍，LTC3446非常適合于為當(dāng)今的多電壓、2V以下系統(tǒng)供電。