汽車、工業(yè)和分布式電源通常需要降壓轉(zhuǎn)換器降低其穩(wěn)壓不良的輸出，以產(chǎn)生低壓混合信號系統(tǒng)使用的多個電源軌。這些電源使降壓轉(zhuǎn)換器承受各種各樣的電源電壓瞬變，這突出表明需要堅(jiān)固高效的降壓轉(zhuǎn)換器，以在寬輸入電壓范圍內(nèi)提供嚴(yán)格穩(wěn)壓的輸出。LT?3692A 是一款單片式雙通道 3A 降壓型轉(zhuǎn)換器，可滿足這些系統(tǒng)施加的功率需求。其 3V–36V 寬輸入工作范圍和高達(dá) 60V 的過壓瞬態(tài)保護(hù)使其能夠輕松控制不守規(guī)矩的汽車或工業(yè)電源。靈活的配置選項(xiàng)允許設(shè)計(jì)人員從一個或兩個獨(dú)立的輸入電源為 LT3692A 供電，同時產(chǎn)生兩個獨(dú)立的輸出，或者并聯(lián)這些輸出以創(chuàng)建一個高電流電源。

真正的雙切換臺

LT3692A 在一個雙通道單片式開關(guān)轉(zhuǎn)換器中同時提供了高性能、高功率、不折不扣的特性和高電壓操作。圖 1 所示的 LT3692A 的兩個降壓通道是完全獨(dú)立的。通道可以具有不同的輸入電壓、輸出電壓、電流限制、電源良好輸出、軟啟動、欠壓鎖定，甚至不同的同步開關(guān)頻率。獨(dú)立的可編程欠壓鎖定允許 3V 至 36V 的可定制工作范圍，同時可承受高達(dá) 60V 的輸入瞬變。

圖1.緊湊的雙輸出轉(zhuǎn)換器可從 6V–36V 輸入產(chǎn)生 5V/2A 和 3.3V/2A 輸出。

LT3692A 還能夠承受低電壓條件，這要?dú)w功于一種增強(qiáng)型壓差方案，無論開關(guān)頻率如何，該方案都能保持大于 95% 的最大占空比。兩個獨(dú)立的可編程輸出電流限值最大限度地減小了元件尺寸并提供過載保護(hù)，而獨(dú)立的軟啟動消除了啟動期間的輸入電流浪涌。與通道無關(guān)的內(nèi)部熱關(guān)斷電路允許一個開關(guān)穩(wěn)壓器在另一個通道上出現(xiàn)短暫過載的情況下繼續(xù)工作，從而提供額外的過載保護(hù)。

可編程電源良好引腳與一個芯片結(jié)溫度輸出引腳相結(jié)合，大大簡化了電源排序和監(jiān)視 LT3692A 電源的任務(wù)。可調(diào)或同步固定頻率操作范圍為 250kHz 至 2.25MHz，一個同步時鐘輸出允許將多個穩(wěn)壓器同步至 LT3692A。獨(dú)特的時鐘分頻功能允許通道1以比主時鐘頻率慢1倍、2倍、4倍或8倍的同步頻率工作，從而優(yōu)化解決方案尺寸、效率和系統(tǒng)成本。寬功能集和獨(dú)立通道操作相結(jié)合，簡化了復(fù)雜的電源設(shè)計(jì)。

欠壓和過壓鎖定

開關(guān)穩(wěn)壓器對電源呈負(fù)阻抗，如果電源電壓下降且穩(wěn)壓器吸收的電流越來越大，則可能導(dǎo)致鎖存故障。可編程欠壓鎖定（UVLO）提供了一種避免此問題的簡單方法，可在輸入電壓過低而無法支持滿載操作時防止降壓轉(zhuǎn)換器吸收電流。另一方面，過壓鎖定（OVLO）會阻止轉(zhuǎn)換器在所需范圍以上工作。默認(rèn)欠壓和過壓閉鎖在內(nèi)部分別設(shè)定為2.8V和36V，但可以設(shè)置為任意值。

參考圖 2，如果 SHDN1 低于 1.3V 或 V，則 LT3692A 進(jìn)入停機(jī)模式合1電壓降至 2.8V 以下，可保護(hù)電池供電系統(tǒng)免受過度放電的影響。所有內(nèi)部穩(wěn)壓器均由通道1控制，如果通道1進(jìn)入關(guān)斷狀態(tài)，則有效關(guān)斷整個IC。具有足夠的 V在電壓，如果 SHDN1 超過 1.3V，則允許通道 1 工作。由R1/R2或R3/R4組合組成的單分壓器控制UVLO電平。

圖2.框圖示出了 LT3692A 的欠壓和過壓閉鎖功能。

圖 3 中的電路示出了如何在一個通道上將 LT3692A 配置為可編程 UV/OVLO，同時在另一個通道上利用默認(rèn)的 UV/OVLO 保護(hù)。

圖3.具有默認(rèn)和可編程UV/OVLO的雙轉(zhuǎn)換器。

關(guān)斷 UV/OVLO 或過熱情況導(dǎo)致內(nèi)部上電復(fù)位鎖存器使能，從而對軟啟動和 V 放電C引腳電容器。該鎖存器將保持設(shè)定狀態(tài)，直到停機(jī)條件終止，然后 LT3692A 啟動一個完整的啟動序列。圖 4 中的軟啟動電壓波形顯示了圖 3 中計(jì)算出的 UV/OVLO 限值如何在欠壓和過壓電源瞬變期間保護(hù) LT3692A。

圖4.UVLO/OVLO期間的軟啟動電壓。

可編程電源良好和啟動排序

LT3692A 可通過 CMPI 引腳訪問電源良好 （PG） 比較器的正輸入。每個負(fù)比較器輸入固定在0.72V，以允許輸入連接到反饋引腳（806mV基準(zhǔn)），以獲得標(biāo)準(zhǔn)的90%電源良好信號。其他輸入（向下分配）可能來自內(nèi)部結(jié)溫引腳（TJ） 表示過熱指示或輸入電壓指示輸入電源良好。比較器輸出可以連接到其中一個軟啟動引腳以禁用通道，DIV引腳用于改變頻率，ILIM引腳以降低電流，或任何外部器件以傳輸信息。這些比較器用途廣泛，可實(shí)現(xiàn)定制的緊湊型解決方案。

啟動排序和控制在現(xiàn)代電子產(chǎn)品中至關(guān)重要。通道之間的復(fù)雜輸出跟蹤和排序可利用 LT3692A 的 SS 和 PG 引腳來實(shí)現(xiàn)。圖5顯示了各種輸出啟動波形及其相關(guān)原理圖。

圖5.軟啟動引腳配置。

SS 引腳還可兼作獨(dú)立的通道關(guān)斷引腳。將任一通道的軟啟動引腳拉至115mV以下，將禁用該通道的開關(guān)。

開關(guān)頻率編程

對 LT3692A 開關(guān)頻率進(jìn)行編程再簡單不過了。RT/SYNC 引腳精確地提供 12μA 電流，因此只有一個電阻 （R設(shè)置） 需要設(shè)置引腳電壓，從而設(shè)置開關(guān)頻率，如下所示：R設(shè)置（kΩ） = 1.86E–6? f西 南部2+ 0.0281 ? F西 南部– 1.76 開關(guān)頻率 （f西 南部） 以 kHz 為單位，表示頻率介于 150kHz 和 2.25MHz 之間。

圖6.開關(guān)頻率與RT/SYNC電阻的關(guān)系

為避免啟動問題，LT3692A 將最小開關(guān)頻率限制為一個 110kHz 的典型值。該特性加上與頻率編程電阻并聯(lián)的小電容器，在啟動期間增加了用戶可編程的頻率折返功能。

消除時鐘

更多的電源軌意味著更多的轉(zhuǎn)換器。如果這些轉(zhuǎn)換器中的任何一個以不同的頻率工作，則除了開關(guān)基波和諧波頻率外，干擾拍頻還會產(chǎn)生輻射和傳導(dǎo)EMI。例如，一個開關(guān)頻率為1.015MHz的轉(zhuǎn)換器和一個開關(guān)頻率為1.005MHz的轉(zhuǎn)換器組合在一起，頻率為10kHz，就在音頻頻段。

拍頻很容易干擾任何具有相似頻率的信號路徑。傳統(tǒng)上，解決方案涉及通過外部振蕩器同步轉(zhuǎn)換器。LT3692A 在 CLOCKOUT 引腳上輸出一個 0 至 2.5V 方波，該方波與其自由運(yùn)行的內(nèi)部振蕩器或 RT/SYNC 引腳上的信號相匹配。由于 LT3692A 可用作振蕩器源，因此無需一個外部振蕩器，從而降低了成本和解決方案占板面積。圖 7 中的電路示出了 CLOCKOUT 信號如何同步兩個工作在 1MHz 的 LT3692A 轉(zhuǎn)換器。通過連接 V 產(chǎn)生單個高電流 3.3V/10A 輸出軌外、FB、SS 和 VC兩個 LT3692A 之間的引腳。此外，有限的同步信到開關(guān)延遲允許四個通道與每個通道之間的90°相移同步（如圖8所示），從而降低輸出電壓紋波和大容量輸入和輸出電容。

圖7.3.3V、10A 4相轉(zhuǎn)換器，具有UVLO、電源良好、120°C結(jié)溫標(biāo)志和最小輸入電流紋波。

圖8.4 相轉(zhuǎn)換器開關(guān)波形。

LT3692A 同步

LT3692A RT/SYNC 輸入提供了一種獨(dú)特的同步功能 — 輸入同步信號的占空比控制兩個通道之間的開關(guān)相位差。通道1的上升開關(guān)邊沿與信號的上升沿同步;通道2的上升開關(guān)邊沿與信號的下降沿同步。通過改變同步占空比，LT3692A 雙通道開關(guān)能夠以反相方式工作，在某些情況下可實(shí)現(xiàn)非重疊操作，從而有效地減小了輸入電流紋波和所需的輸入電容。

例如，圖9所示的輸入紋波電壓對于典型的反相雙通道14.4V至8.5V和14.4V至3.3V穩(wěn)壓器的峰值為472mV。圖 10 示出了通過采用一個 71% 占空比同步信號驅(qū)動 LT3692A 以在通道之間產(chǎn)生一個 256° 相移，輸入紋波電壓降至 160mV。

圖9.雙通道 14.4V/8.5V、14.4V/3.3V，通道間具有標(biāo)準(zhǔn)的 180° 相移。

圖 10.雙通道 14.4V/8.5V、14.4V/3.3V 通道間相移為 256°，可顯著降低輸入電壓紋波。相移由輸入同步信號的占空比進(jìn)行編程。

輟學(xué)增強(qiáng)

開關(guān)穩(wěn)壓壓差性能在輸入電壓可能接近（有時低于）調(diào)節(jié)輸出電壓的系統(tǒng)中至關(guān)重要。在低輸入電壓條件下，轉(zhuǎn)換器應(yīng)提供盡可能接近調(diào)節(jié)電壓的輸出電壓，以保持輸出運(yùn)行。理想情況下，在這種情況下，開關(guān)穩(wěn)壓器將以100%占空比運(yùn)行，只需將輸入傳遞到輸出，但這是不可能的，因?yàn)樽钚￠_關(guān)關(guān)斷時間限制了開關(guān)占空比。

由于最小開關(guān)關(guān)斷時間是固定值，因此只需降低開關(guān)頻率即可提高最大開關(guān)占空比，但較低的開關(guān)頻率需要更大的濾波器元件來實(shí)現(xiàn)低輸出電壓紋波。LT3692A 通過在多個開關(guān)周期內(nèi)保持單片式高端開關(guān)導(dǎo)通來規(guī)避壓差限制，僅在需要對升壓電容器進(jìn)行再充電時才終止延長的開關(guān)周期。這種獨(dú)特的壓差開關(guān)技術(shù)使 LT3692A 能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá) 95% 的最大占空比 -- 而與開關(guān)頻率無關(guān)。圖11中的圖表比較了LT3692A與200kHz和2MHz時類似的降壓轉(zhuǎn)換器的壓差性能。兩個轉(zhuǎn)換器在200kHz時表現(xiàn)出相似的壓差性能;然而，在 2MHz 時，LT3692A 在一個低得多的輸入電壓下將輸出調(diào)節(jié)至 5V。

圖 11.在高開關(guān)頻率下，LT3692A 壓差增強(qiáng)功能改善了壓差性能優(yōu)于一個標(biāo)準(zhǔn)降壓型穩(wěn)壓器。

永遠(yuǎn)不要跳過脈搏

高頻開關(guān)允許更小的元件，但這也意味著更短的脈沖寬度。降壓轉(zhuǎn)換器具有固有的最小導(dǎo)通時間，可禁止在高頻下實(shí)現(xiàn)高降壓比。當(dāng)輸入電壓上升過高時，轉(zhuǎn)換器跳過脈沖。雖然使用許多降壓轉(zhuǎn)換器固有的內(nèi)置脈沖跳躍聽起來很有吸引力，但輸出電壓紋波會受到嚴(yán)重影響，如圖12所示。

圖 12.許多穩(wěn)壓器在無法支持輸入電壓升得過高時出現(xiàn)的大降壓比時會進(jìn)入脈沖跳躍模式。脈沖跳躍解決方案是自動且簡單的，但它會顯著增加輸出噪聲。

通過降低開關(guān)頻率可以避免脈沖跳躍，但在雙通道轉(zhuǎn)換器中，一個通道的開關(guān)頻率可能高于另一個通道。例如，考慮輸入電壓范圍為7V至36V、輸出電壓為5V和1.8V的雙通道降壓轉(zhuǎn)換器。在輸入電壓范圍的高端，避免5V通道上的脈沖跳躍所需的開關(guān)頻率幾乎是1.8V通道要求的開關(guān)頻率的三倍。通過以較低頻率運(yùn)行雙通道轉(zhuǎn)換器（選擇以避免在1.8V通道上跳躍），5V通道所需的電感和電容值是較高頻率運(yùn)行的三倍。

LT3692A 通過增加一個將時鐘分頻 1、2、4 或 8 的 DIV 引腳來避免這種困境，從而使通道 1 得以在一個較低的同步頻率下運(yùn)行。圖13顯示了低電壓和高壓通道分別以250kHz和1MHz運(yùn)行的應(yīng)用。圖14顯示了開關(guān)波形。如果通道 1 （V外= 1.8V） 以 1MHz 運(yùn)行，恒定輸出電壓紋波的最大輸入電壓僅為 15V，但在 250kHz 時，用于恒定輸出紋波的最大電壓超過了 LT3692A 的 38V 過壓限值。表1顯示了各種開關(guān)頻率下恒定輸出電壓紋波的最大輸入電壓。

圖 13.LT3692 可通過降低其低電壓通道的工作頻率來避免脈沖跳躍，同時將較高電壓通道保持在較高頻率。通過在更高的開關(guān)頻率下運(yùn)行更高電壓的通道，仍然可以為該通道使用一個小的電感器和輸出電容。在這里，通過將DIV引腳設(shè)置為1.2V，通道2 （5V）的運(yùn)行速度比通道1 （1.8V）快四倍。

圖 14.一個 5V 和 1.8V 雙通道多頻轉(zhuǎn)換器可避免整個輸入范圍內(nèi)每個通道的脈沖跳躍模式，同時最大限度地減小每個通道上的元件尺寸。

獨(dú)立電源輸入

獨(dú)立的輸入電源引腳 （V合1/V合2） 允許 LT3692A 的兩個通道以級聯(lián)方式運(yùn)作，一個降壓的輸出為另一個降壓的輸入供電。級聯(lián)配置允許在高頻下實(shí)現(xiàn)高輸入/輸出比，同時創(chuàng)建兩個電源軌。例如，圖15中的轉(zhuǎn)換器在整個輸入電壓范圍內(nèi)設(shè)計(jì)為3.3V/2.5A/550kHz和1.2V/1A/2.2MHz。

圖 15.一個3.3V和1.2V雙通道2級轉(zhuǎn)換器。

在同一芯片上級聯(lián)兩個轉(zhuǎn)換器的好處有很多：

開關(guān)頻率已與反相開關(guān)同步，以減少紋波

定制啟動選項(xiàng)隨時可用

輕松避免脈沖跳躍模式

整體解決方案比多IC解決方案占用的空間要小得多。

一種尺寸并不適合所有人

即使開關(guān)穩(wěn)壓器（例如 LT3692A）能夠安全地承受過載情況，所有外部組件（例如電感器和二極管）的尺寸也必須能夠承受穩(wěn)態(tài)過載情況。如果從降壓輸出汲取的最大負(fù)載為1A，但降壓轉(zhuǎn)換器的內(nèi)部電流限值設(shè)置為4A，則所有外部元件的額定負(fù)載必須為最大4A，以確保安全功能。通過根據(jù)故障條件而不是典型工作條件調(diào)整外部組件的尺寸，整體解決方案往往尺寸過大且不必要地昂貴。

LT3692A 通過提供一個獨(dú)立的電流限制引腳 （ILIM） 解決了這一問題。如果一個或兩個通道不需要全輸出電流能力，則用戶可選的電流限制允許使用更小、更便宜的元件。每個通道的電流限值可通過 ILIM 引腳電壓在 2A 至 4.8A 范圍內(nèi)設(shè)置。一個精確的 12μA 內(nèi)部電流源允許利用單個外部電阻器或 ILIM 引腳上的電壓來設(shè)置電流限值。ILIM 引腳也可以接地，從而將最大輸出電流限制為 2A。該特性允許用戶在啟動期間實(shí)現(xiàn)電流折返，只需將一個小值電容與限流編程電阻并聯(lián)即可。12μA 內(nèi)部電流源將可選的 ILIM 電容從 0V 充電至最終穩(wěn)態(tài)值，允許電流限值從 2A 平穩(wěn)上升至 4.8A。

通過使用 ILIM 功能，電路板空間顯著減少，如圖 16 所示。通過采用 ILIM 引腳功能，以及以獨(dú)立的開關(guān)頻率級聯(lián)操作通道，圖 15 所示電路的電源組件將電路板空間減少了 3 倍，突顯了 ILIM 引腳的實(shí)用性。

圖 16.比較了采用 LT3692A 的雙輸出 3.3V/2.5A 和 1.2V/1A 轉(zhuǎn)換器的兩種設(shè)計(jì)。較小版本的電路利用較大電路所不具備的特性，包括限流輸出、級聯(lián)通道以及以不同的開關(guān)頻率運(yùn)行兩個通道，從而節(jié)省電路板空間。

過載條件

如果負(fù)載超過最大輸出電流，輸出電壓將降至正常調(diào)節(jié)點(diǎn)以下。輸出電壓下降激活VC引腳箝位并對SS電容放電，從而降低SS電壓。LT3692A 將反饋電壓調(diào)節(jié)至 SS 引腳或內(nèi)部 806mV 基準(zhǔn)上的最低電壓。結(jié)果，輸出被調(diào)節(jié)到最大輸出電流可以支持的最高電壓。一旦過載條件消除，輸出將從臨時電壓電平軟啟動到正常調(diào)節(jié)點(diǎn)。

圖17顯示了圖15中1.2V通道在0.2Ω負(fù)載下的輸出電壓和電感電流。由于 ILIM 引腳電壓在 0V 至 1.5V 范圍內(nèi)變化，輸出電壓在 0.32V 至 0.96V 之間調(diào)節(jié)，從而將電流限制在 1.6A 至 4.8A 之間。

圖 17.使用 ILIM 電壓進(jìn)行限流編程。

來自這里的瓦特和來自那里的瓦特

曾經(jīng)想從軌道上獲取電力，但只需要多幾瓦？最后一刻電源需求的增加讓您陷入困境？現(xiàn)在，您可以從兩個不同的電源獲取功率，每個電源都有可編程限制。獨(dú)立的V在ILIM引腳允許將圖18中的兩個獨(dú)立輸入電源設(shè)置為不同的電流限值。隨著黨衛(wèi)軍，VC和 V外引腳連接在一起，兩個輸入服務(wù)于單個輸出軌。從每個電源軌獲取的功率如圖19所示。該解決方案在軌電壓和可用功率利用率方面提供了靈活性，可以輕松解決功率共享問題。

圖 18.雙輸入單路3.3V輸出轉(zhuǎn)換器。

圖 19.從兩個電源獲取功率，實(shí)現(xiàn)單輸出。

始終了解您的結(jié)溫

The LT3692A TJ引腳輸出與內(nèi)部結(jié)溫成比例的電壓。結(jié)溫為25°C時，TJ引腳輸出 250mV，斜率為 10mV/°C。 在沒有外部電路幫助的情況下，TJ引腳輸出的有效溫度范圍為20°C至150°C，最大負(fù)載為100μA。擴(kuò)展 T 的工作溫度范圍J輸出低于 20°C，從 T 連接一個電阻J引腳連接至負(fù)電源，如圖20所示。負(fù)電源軌電壓和TJ引腳電阻可以使用以下公式計(jì)算：

其中溫度最低是有效 T 的最低溫度J引腳輸出是必需的。V內(nèi)格= 穩(wěn)壓負(fù)電壓電源。

圖 20.擴(kuò)展 T 的電路J運(yùn)營區(qū)域。

例如

圖21中的簡單電荷泵電路使用CLOCKOUT引腳輸出產(chǎn)生負(fù)電壓，無需外部穩(wěn)壓電源。表面貼裝電容器和雙封裝肖特基二極管最大限度地減小了實(shí)現(xiàn)負(fù)電壓電源所需的電路板面積。

圖 21.從時鐘輸出生成的負(fù)軌。

結(jié)論

LT3692A 將兩個完整的穩(wěn)壓器 （包括雙通道單片式 3.8A 開關(guān)）壓縮到一個 38 引腳裸露焊盤 TSSOP 或一個 5mm × 5mm 32 引腳裸露焊盤 QFN 封裝中。兩個通道獨(dú)立工作，因此可以用一個器件生產(chǎn)兩個高性能降壓轉(zhuǎn)換器，從而最大限度地減小電路尺寸并簡化復(fù)雜的設(shè)計(jì)。獨(dú)立的軟啟動、電流限制、電源良好和 UV/OVLO 功能使設(shè)計(jì)人員能夠滿足獨(dú)特的功率共享、解決方案領(lǐng)域和啟動時序要求。憑借寬工作范圍和豐富的功能集，LT3692A 可輕松解決各種汽車、工業(yè)和分布式電源挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷