一颗IC芯片从单节锂离子电池出现三个低于2V的电

IC工艺几何尺寸的日益缩小促使当今电子产品的工作电压降至远远低于2V的水平，由此带来了诸多的设计挑战。一个常见的问题是要多个电源电压，例如：一个电压用于CpU内核，另一个电压用于I/O，还有其它一些电压则用于外设。敏感的RF、音频和仿真电路有可能要另外的专用低噪声电源(这些电源与那些对噪声不太敏感的数字电路是分开的)。随着电源数目的新增，为每个电压和具有特殊要求的子系统使用一个单独的电源IC变得不切实际。电路板的面积将很快地被日渐增多的电源所占用。针对空间不足的一种解决方法是利用一个三路稳压器(例如：LTC®3446，可由单颗IC芯片供应3种电压)来实现电源集成。

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，以从单个输入电压供应多达三种降压输出电压，该器件采用了纤巧型3mmx4mmDFN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%)供应了主输出。该降压型转换器执行2.25MHz的恒定频率电流模式操作，因而允许使用小的电容器和电感器。两个300mAVLDO稳压器可以连接起来，以把降压转换器输出作为工作电源，以供应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点)来执行大部分降压操作，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点)供应了额外的较低电压。

图1：LTC3446电源配置为从1A降压稳压器供应1.8V输出以及从300mAVLDO稳压器供应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供应1.8V输出、从第一个VLDO稳压器供应1.5V输出、从第二个VLDO稳压器供应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(BurstMode®)操作或脉冲跳跃操作

LTC3446的降压型稳压器具有突发模式操作功能，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，并出现了低于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操作，这将使LTC3446以2.25MHz的时钟频率持续执行开关操作(直至负载非常轻的条件下)，从而根据要跳过某些脉冲，以维持稳压用途。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操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)仅供应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引脚供应，该引脚可被连接至降压型稳压器的输出。

每个VLDO稳压器供应了一个高准确度输出，该输出能够供应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，以供应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。

一个电容值为1μF至2.2μF的陶瓷电容器便是进行输出旁路的全部所需。一个400mV的低基准电压允许把VLDO稳压器的电压设置得远低于LDO稳压器通常可供应的电压。

电源良好检测LTC3446包括一个内置电源监视器。当任何使能输出偏离其稳压值达±8%以上时，pGOOD漏极开路输出引脚将被拉至低电平。当所有的使能输出均位于该容限窗口之内时，pGOOD引脚将变至高阻抗状态。一个微处理器能够监视该漏极开路输出引脚，以确定一个最近使能的输出何时完成了启动操作。

结论

LTC3446把一个高效率1A降压型稳压器和两个300mAVLDO稳压器集成在一个纤巧的3mmx4mmDFN封装之中。凭借一个扩展到低至0.4V(用于VLDO稳压器)和0.8V(用于降压型转换器)的输出电压范围，以及一个涵盖单节锂离子电池电压范围至高达5.5V的输入电压范围，LTC3446非常适合于为当今的多电压、2V以下系统供电。