便攜式媒體播放器、手持式 PC 和 GPS 接收器等電池供電的便攜式電子設備通常需要多個內部電源軌：用于音頻、電機驅動器和微型硬盤驅動器的 3.0V 或 3.3V 電源;用于邏輯內核的 1.2V 或 1.5V 電源軌;通常采用 1.8V 電源來支持閃存。對于鋰離子電池供電的設備，由于3.0/3.3V輸出軌位于電池的放電電壓范圍內，電源系統變得更加復雜，因此需要一種可以根據電池的充電狀態向上或向下升壓輸入電壓的電源解決方案。此外，大多數系統需要在多個輸出電壓軌之間進行特定的上電排序，以確保一致和可靠的系統初始化。

圖1和圖2顯示了如何使用單個微型IC和相對較少的附加元件來滿足所有這些要求。LTC3520 是這個完整電源系統的核心，它包括一個高效率、內部 1A 降壓-升壓型轉換器、一個 600mA 同步降壓型轉換器和一個 LDO 控制器，全部采用 4mm × 4mm QFN 封裝。

圖1.完整的三路輸出電源：鋰離子電池至3.3V、1.8V和1.5V。

圖2.排序啟動、三路輸出轉換器。

LTC3520 的降壓-升壓型轉換器利用一種先進的開關算法來精確地調節輸出電壓，其輸入電壓高于、低于甚至等于輸出電壓。模式轉換無縫發生，在所有操作模式下均保持高效率和低噪聲性能。同步降壓轉換器采用電流模式控制工作，并進行內部補償以減少外部元件的數量。如果輸入電壓低于最小降壓調節電壓，降壓轉換器會自動轉換到低壓差模式，以延長電池壽命。引腳可選的突發模式操作提高了輕負載效率，并將兩個轉換器的空載輸入電流降至僅 70μA。?

LTC3520 上廣泛的可編程功能陣列提供了滿足各種應用要求所需的靈活性。降壓轉換器和降壓-升壓轉換器均由一個公共振蕩器控制。單個外部電阻器設置開關頻率，從而優化效率和應用尺寸。兩個轉換器均具有電壓模式軟啟動功能，斜坡速率通過小型外部電容器獨立設置。每個轉換器的輸出電壓通過一個外部電阻分壓器進行設置。降壓-升壓輸出電壓可設置為高達 5.25V 或低至 2.2V。當配置為 3.3V 輸出時，降壓-升壓型可為大于 1V 的輸入電壓提供高達 3A 的負載電流，并支持低至 500.2V 輸入電壓的 2mA 負載。降壓轉換器可提供高達 600mA 的電流，其輸出可低至 0.8V。

三個具有順序啟動的輸出軌

在許多應用中，為邏輯內核和存儲器供電的低壓軌必須在激活外圍設備的更高電壓電源之前上電并處于穩壓狀態。這為處理器提供了初始化和控制其邏輯輸出狀態的時間，以確保系統的可靠和一致的初始化。圖2所示為上電時序，在電阻R組成的RC濾波器產生可編程延遲后，使用降壓轉換器軟啟動引腳通過SD1引腳使能降壓-升壓序和電容器 C序.

圖3顯示了該應用電路在啟動期間的輸出電壓。降壓輸出電壓在SD2上升沿后不久開始軟啟動周期，LDO輸出與降壓輸出同步上升。降壓達到穩壓后約5ms，降壓-升壓軟啟動開始。該延遲的長度可以通過RC濾波器的時間常數進行調整，而每個轉換器軟啟動的斜坡速率可以由相應的軟啟動電容的值獨立控制。在停機模式中，SD2保持低電平，這在內部強制SS2為低電平，從而確保降壓-升壓轉換器也保持禁用狀態。

圖3.順序啟動期間的輸出電壓。

低電量和電源良好檢測

在不需要第三個輸出軌的應用中，LDO控制器可以用作通用比較器。一種可能性是利用非專用放大器作為低電量指示器，電路如圖4a所示。然后，可以使用低電池輸出向系統處理器提供有關電池狀態的反饋。欠壓閉鎖不會使非專用放大器失效，從而使低電池電量指示器在低至 1.6V （典型值）下保持工作狀態，遠低于 LTC3520 的欠壓閉鎖門限。

圖4.實現低電池電量和電源良好指示器。

也可以將非專用放大器用作降壓或降壓-升壓輸出軌的高精度電源良好指示器。然后可以利用由此產生的電源就緒信號使能相反的通道，從而提供高精度的電源排序。例如，圖4b所示電路為降壓轉換器創建一個電源良好輸出，只有在降壓輸出達到電阻R設置的電源良好閾值后，才啟動降壓-升壓轉換器。1和 R2.

USB 供電的三路輸出電源

USB 規范要求高功率端口提供的輸出電壓保持在 4.75 至 5.25V 范圍內。但是，一旦考慮到USB電纜和連接器中的電阻壓降，以及上游總線供電集線器上的潛在壓降，USB外設必須能夠在4.25至5.25V的更寬范圍內工作。此外，外設看到的輸入電壓可以根據特定的電纜、主機和負載電流在這些限制之間動態變化。在此類應用中，LTC3520 的降壓-升壓型轉換器能夠提供一個恢復的 5V 輸出軌，而不受負載和電纜電阻的影響。此外，降壓轉換器和LDO可以配置為提供兩個較低電壓的輸出，例如3.3V和1.8V邏輯電源。如果不需要這兩個附加電壓輸出，則可以將非專用放大器配置為監視輸入USB電壓，以通知處理器存在有效的USB輸入電壓電平。

結論

憑借其小尺寸、靈活的可編程性和高效率，LTC3520 非常適合于滿足大多數鋰離子電池供電電子設備的多輸出電源需求。此外，LTC3520 非常適合由 USB 或低壓墻上適配器供電的系統，這些系統由于電源路徑中的阻性壓降而要求輸出電壓軌位于預期的輸入電壓范圍內。

審核編輯：郭婷