一颗IC芯片从单节锂离子电池产生三个低于2V的电源轨

一颗IC芯片从单节锂离子电池产生三个低于2V的电源轨

内置于一个纤巧型封装中的三路电源
LTC3446 集成了一个 1A 同步降压型稳压器和两个 300mA 非常低压差 VLDO™ 线性稳压器，以从单个输入电压提供多达三种降压输出电压，该器件采用了纤巧型 3mm x 4mm DFN 封装。2.7V 至 5.5V 的输入电压范围非常适合于锂离子/锂聚合物电池供电型应用，以及从 5V 或 3.3V 电源轨来为低电压逻辑电路供电。输出电压范围向下扩展至 0.4V (用于 VLDO 稳压器) 和 0.8V (用于降压型转换器)。
每个输出均通过其自己的使能引脚来独立地启用或关断。当所有的输出均被关断时，VIN 静态电流将降至 1μA 或更低，从而保存了电池功率。每个输出的调节电压由外部电阻分压器来设置。可通过调节 ITH 引脚上的 RC 网络来使降压稳压器环路响应与负载相适应。
高效率和低噪声
1A 同步降压型转换器以高效率 (达 90%) 提供了主输出。该降压型转换器执行 2.25MHz 的恒定频率电流模式 *** 作，因而允许使用小的电容器和电感器。两个 300mA VLDO 稳压器可以连接起来，以把降压转换器输出作为工作电源，以提供两个额外的较低电压输出。这样，降压转换器将以高效率 (这是开关稳压器的特征) 来执行大部分降压 *** 作，而 VLDO 稳压器则以上佳的效率和极低的噪声电平 (这是线性稳压器的特征) 提供了额外的较低电压。

 图 1：LTC3446 电源配置为从1A降压稳压器提供1.8V输出以及从 300mA VLDO 稳压器提供 1.5V 和 1.2V 输出时的电路原理图。VLDO 稳压器由降压输出通过LVIN 引脚来供电。
图 1 中的电路原理图标出了 LTC3446 被配置为从降压稳压器提供 1.8V 输出、从第一个 VLDO 稳压器提供 1.5V 输出、从第二个 VLDO 稳压器提供 1.2V 输出时的情形。图 2 示出了装配在一块印刷电路板上的图 1 电路。

图 2：装配在一块印刷电路板上的 LTC3446 三路电源

图 3：LTC3446 的降压型稳压器与负载电流的关系曲线
在轻负载条件下可选择执行突发模式 (Burst Mode®) *** 作或脉冲跳跃 *** 作
LTC3446 的降压型稳压器具有突发模式 *** 作功能，在轻负载条件下运作时可实现最佳的效率，为此付出的代价是输出纹波增大，并产生了低于 2.25MHz 时钟频率的开关噪声。可通过把 MODESEL 引脚拉至高电平来停用突发模式 *** 作，这将使 LTC3446 以 2.25MHz 的时钟频率连续执行开关 *** 作 (直至负载非常轻的条件下)，从而根据需要跳过某些脉冲，以维持稳压作用。图 3 描绘了降压型稳压器的效率与负载电流的关系曲线，并且示出了通过在负载电流低于 100mA 的条件下执行突发模式 *** 作而实现的典型效率提升。
非常低压差 (VLDO) 线性稳压器
LTC3446 中的 VLDO 采用了一种 NMOS 源极跟随器架构，旨在克服压差电压、静态电流和负载瞬态响应之间的传统折衷问题，这是大多数 PMOS 和 PNP 型 LDO 稳压器架构中的固有问题。VIN 引脚 (参阅图 1) 仅提供 VLDO 控制和基准电路所需的微功率偏压 (通常处于单节锂离子电池电压)。实际的负载电流由 LVIN 引脚提供，该引脚可被连接至降压型稳压器的输出。
每个 VLDO 稳压器提供了一个高准确度输出，该输出能够提供 300mA 的输出电流和一个仅 70mV 的典型压差电压 (从 LVIN 至 LVOUT)。VIN 应超过 LVOUT 调节点达 1.4V，以提供足够栅极驱动电压至内部 NMOS 传输器件。典型的单节锂离子电池工作电压扩展到低至 3.2V，因而可支持高达 1.8V 的 VLDO 输出电压。