LT3508：一款實用的雙路降壓開關(guān)穩(wěn)壓器

在電子設計領(lǐng)域，電源管理芯片的性能直接影響著整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。ADI公司的LT3508雙路降壓開關(guān)穩(wěn)壓器就是一款備受關(guān)注的產(chǎn)品，下面我們就來詳細了解一下它。

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一、產(chǎn)品概述

LT3508是一款具有內(nèi)部功率開關(guān)的雙路電流模式PWM降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠產(chǎn)生兩個1.4A的輸出。其輸入電壓范圍寬，為3.7V至36V，這使得它適用于多種電源，如汽車電池、24V工業(yè)電源和非穩(wěn)壓墻式適配器等。

二、主要特性

2.1 寬輸入電壓與雙路輸出

• 輸入電壓范圍為3.7V至36V，能適應不同的電源環(huán)境。
• 具備兩個1.4A輸出的開關(guān)穩(wěn)壓器，內(nèi)部集成功率開關(guān)，可滿足不同負載需求。

2.2 靈活的開關(guān)頻率

• 開關(guān)頻率可在250kHz至2.5MHz之間調(diào)節(jié)，還能在全頻率范圍內(nèi)同步。
• 反相開關(guān)設計可降低紋波，同時允許使用小型電感和陶瓷電容，減小了電路體積。

2.3 精準控制與保護

• 具有精確的可編程欠壓鎖定功能，確保在合適的電壓下啟動。
• 獨立的跟蹤、軟啟動和電源良好電路，便于電源排序。
• 具備逐周期電流限制、頻率折返和熱關(guān)斷功能，可保護輸出短路情況，軟啟動還能消除啟動時的輸入電流浪涌。

2.4 封裝與應用認證

• 采用小尺寸的4mm × 4mm 24引腳QFN或16引腳熱增強型TSSOP表面貼裝封裝。
• 通過AEC - Q100認證，適用于汽車應用。

三、電氣特性

3.1 電壓與電流參數(shù)

• 最小工作電壓方面，VIN1為3.4 - 3.7V，VIN2在VIN1 = 12V時為2.5 - 3.0V。
• 靜態(tài)電流方面，VIN1不開關(guān)時為4.3 - 5.2mA，VIN2不開關(guān)時為320 - 500μA，關(guān)斷電流（VIN1 + VIN2）在VSHDN = 0.3V時為0.1 - 2μA。

3.2 反饋與開關(guān)參數(shù)

• FB電壓為0.790 - 0.816V，F(xiàn)B引腳偏置電流在VFB = 0.800V、Vc = 0.5V時為50 - 300nA。
• 開關(guān)頻率在R = 33.2k時為0.92 - 1.06MHz，開關(guān)相位在Rr = 33.2k時為150 - 210°，最大占空比根據(jù)不同電阻值有所不同。

四、引腳功能

4.1 關(guān)鍵引腳

• BOOST1、BOOST2：為內(nèi)部NPN功率開關(guān)提供高于輸入電壓的驅(qū)動電壓。
• FB1、FB2：將反饋引腳調(diào)節(jié)到0.800V，用于連接反饋電阻分壓器。
• PG1、PG2：電源良好引腳，為內(nèi)部比較器的開集輸出，可用于指示輸出調(diào)節(jié)和電源排序。
• RT/SYNC：用于設置內(nèi)部振蕩器頻率，也可同步到外部頻率。
• SHDN：用于將LT3508置于關(guān)斷模式，其2.63V閾值可作為精確的欠壓鎖定。
• SW1、SW2：內(nèi)部功率開關(guān)的輸出，連接電感、續(xù)流二極管和升壓電容。
• TRACK/SS1、TRACK/SS2：用于軟啟動和輸出跟蹤。
• VC1、VC2：內(nèi)部誤差放大器的輸出，控制峰值開關(guān)電流。
• VIN1、VIN2：為內(nèi)部電路和功率開關(guān)提供電流，需進行本地旁路。

五、工作原理

5.1 基本工作模式

當SHDN引腳接地時，LT3508關(guān)斷，從VIN引腳輸入的電流最小。當SHDN引腳超過1V時，內(nèi)部偏置電路開啟，包括內(nèi)部穩(wěn)壓器、參考和振蕩器。當SHDN引腳超過2.63V時，開關(guān)穩(wěn)壓器開始工作。

5.2 電流模式控制

采用電流模式控制，反饋環(huán)路控制每個周期內(nèi)開關(guān)的峰值電流，相比電壓模式控制，改善了環(huán)路動態(tài)并提供逐周期電流限制。

5.3 頻率調(diào)節(jié)與保護

• 開關(guān)頻率可通過RT/SYNC引腳的電阻或外部邏輯信號設置。
• 在過載條件下，開關(guān)穩(wěn)壓器會進行頻率折返，以幫助限制開關(guān)電流。

六、應用設計要點

6.1 輸出電壓設置

通過輸出和FB引腳之間的電阻分壓器來編程輸出電壓，公式為(R1 = R2((V_{OUT}/0.8V - 1)))，R2應小于等于20k以避免偏置電流誤差。

6.2 工作電壓范圍

• 最小工作電壓由欠壓鎖定或最大占空比決定，當VIN1和VIN2連接在一起時，欠壓鎖定在3.7V或以下。
• 最大工作電壓由VIN和BOOST引腳的絕對最大額定值以及最小占空比決定。

6.3 開關(guān)頻率設置

可通過驅(qū)動RT/SYNC引腳的邏輯信號或連接電阻到地來編程開關(guān)頻率，選擇高開關(guān)頻率可減小整體解決方案尺寸，但在高輸入電壓下效率可能會下降。

6.4 元件選擇

• 電感選擇：電感值可按(L = (V{OUT} + V{F}) cdot frac{1.2 mu H}{f})選擇，電感的RMS電流額定值應大于最大負載電流，飽和電流應至少高30%，串聯(lián)電阻應小于0.1Ω。
• 輸入電容選擇：使用X7R或X5R類型的陶瓷電容進行旁路，根據(jù)開關(guān)頻率選擇合適的電容值。
• 輸出電容選擇：陶瓷電容具有低ESR，能提供良好的紋波性能，可按(C{OUT} = frac{50 V}{V{OUT}} cdot frac{1 MHz}{f})選擇。
• 二極管選擇：續(xù)流二極管的平均正向電流可按(D(AVG) = frac{I{OUT}(V{IN} - V{OUT})}{V{IN}})計算，反向電壓額定值應大于輸入電壓。

6.5 其他設計要點

• 頻率補償：通過連接到VC引腳的元件進行頻率補償，一般使用串聯(lián)的電容和電阻到地。
• 關(guān)斷與欠壓鎖定：可添加欠壓鎖定功能，防止在低電源電壓下出現(xiàn)問題。
• 軟啟動：通過TRACK/SS引腳的電容實現(xiàn)軟啟動，輸出電壓從0V線性上升到調(diào)節(jié)值。
• 輸出跟蹤與排序：可使用TRACK/SS和PG引腳實現(xiàn)復雜的輸出跟蹤和排序。
• PCB布局：布局時要注意減小VIN和SW引腳、續(xù)流二極管和輸入電容形成的環(huán)路面積，保持FB和VC節(jié)點小，以減少EMI。

七、典型應用

LT3508有多種典型應用電路，如1MHz、3.3V和1.8V輸出帶排序的電路，3.3V和5V雙路輸出降壓轉(zhuǎn)換器等，適用于汽車、DSP電源、墻式變壓器調(diào)節(jié)等領(lǐng)域。

八、總結(jié)

LT3508以其寬輸入電壓范圍、靈活的開關(guān)頻率、精準的控制和保護功能，成為電子工程師在電源設計中的一個不錯選擇。在實際應用中，合理選擇元件和進行PCB布局，能充分發(fā)揮其性能，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的電源。大家在使用過程中，有沒有遇到過什么特別的問題呢？可以一起交流探討。