高效的双通道同步降压型DC/DC稳压器节省电路板面积

LTC3548是一款采用10引脚MSOP/DFN封装的双通道同步降压型DC/DC稳压器。它采用电流模式架构，面向低功率应用。该器件的工作输入电压范围为2.5V至5.5V，并具有2.25MHz的固定开关频率，因此可以采用高度仅为1mm的小尺寸电容和电感。LTC3548是LTC3407和LTC3407-2双通道稳压器系列的最新成员，它改善了突发模式操作时的电压纹波，并支持400mA和800mA两种输出。该器件采用小型MSOP和DFN封装，从而使两个DC/DC稳压器仅占用不到0.2平方英寸的电路板面积，如图1所示。

LTC3548的输出可在0.6V至5V范围内独立调节。对于输入电压高于和低于输出电压的电池供电应用，LTC3548可用于单电感、正降压/升压型转换器配置中。两个内置0.35Ω开关在最大输出电流条件下具有很高效率，而内部补偿功能最大程度地减少了外部元件的数目和电路板面积。

图1：两个DC/DC稳压器仅占用不到0.2平方英寸的电路板面积。

效率对电池供电应用来说非常重要，LTC3548利用自动、节能的突发模式操作来保持高效率，这种模式能降低低负载电流条件下的栅极电荷损耗。在无负载条件下，两个转换器总共仅汲取40μA电流，而在关闭状态下，器件的电流消耗低于1μA，这使LTC3548成为低电流应用的理想选择。此外，LTC3548在突发模式操作下的纹波电压有所改善，仅为LTC3407和LTC3407-2纹波电压的1/3左右(见图2和图3)。

图2：LTC3548与LTC3407-2处于突发模式操作时的纹波电压对比。

图3：LTC3548和LTC3407-2处于突发模式操作时的输出电压纹波与负载电流。

LTC3548采用对噪声敏感应用十分有用的恒定频率、电流模式架构。虽然突发模式是适合低电流应用的一个高效率解决方案，但有时候人们优先关注的是噪声抑制性能。为减少噪声问题，LTC3548还可以工作在脉冲跳跃模式，以降低低电流应用的纹波噪声。尽管脉冲跳跃模式在低电流条件下的效率没有突发模式高，但它仍在中等负载条件下具有较高效率(见图4)。在压降状态下，内部P沟道MOSFET开关连续导通，从而尽量延长可用的电池寿命。

微处理器系统可以使用上电复位输出来确保正确的启动操作。如果输出电压超出稳定值±8.5%的波动范围，则两个输出端的内部过压和欠压比较器将把/POR输出拉至低电平。在实现稳压之后，/POR输出被延迟262,144个时钟周期(约175ms)，但当任何一个输出处于非稳压状态时，它将立即被拉至低电平。

图4：突发模式操作和脉冲跳跃模式的效率。

陶瓷电容的低成本和低ESR使其非常适合用于开关稳压器。另外，与钽电容不同的是，陶瓷电容还具有良好的失效机理。不幸的是，陶瓷电容非常低的ESR可能带来环路稳定性方面的问题。固体钽电容的ESR在5kHz至50kHz 的范围内可产生一个环路“零点”，这对提供可接受的环路相位余量非常有帮助。

另一方面，陶瓷电容在频率高于300kHz时仍保持容性，且常常在ESR开始起作用之前就与ESL产生谐振。此外，廉价的陶瓷电容容易受温度和电压的影响，这就要求设计工程师在整个工作温度范围内确保环路稳定性。因此，当只采用陶瓷电容作为输入和输出电容时必须非常小心。LTC3548的设计已考虑了陶瓷电容的影响，并在内部进行了补偿，以解决这些棘手的设计问题。在设计中应采用X5R或X7R型高质量陶瓷电容，以尽量减小温度和电压系数。

图5：双通道降压型稳压器应用电路提供2.5V稳压输出(400mA)和1.8V稳压输出(800mA)。

图5给出了只采用陶瓷电容的LTC3548典型应用电路图。当输入电压为2.5V至5.5V时，该电路可提供2.5V稳压输出和1.8V稳压输出，输出电流分别高达400mA和800mA。

LTC3548是一款开关频率为2.25MHz的双通道单片降压型稳压器，它最大程度地降低了DC/DC稳压器的元件成本和电路板面积要求。LTC3548的小尺寸、高效率、少量的外部元件数以及设计灵活性使其成为便携式应用的理想选择。