低IQ高效率双输出控制器适用于宽范围的输入和输出电压

LTC®3857 和 LTC3858 是通用型低静态电流 （I Q），两相双输出同步降压控制器，非常适合在从几乎无负载到多安培的宽负载电流范围内要求高效率和最小功率损耗的应用。它们具有 4V 至 38V （绝对最大值为 40V） 的宽输入电源范围，涵盖各种电池化学成分和电源。每个输出可在 0.8V 至 24V （绝对最大值为 28V） 范围内设置。

LTC3857 和 LTC3858 是引脚兼容型器件，它们仅略有不同，尤其是在短路操作和轻负载操作方面。下面将讨论这些差异，并在表1中总结。每个版本的“-1”版本功能略少（表 2）。LTC3857 / LTC3858 还主要与广受欢迎的低 I 型 LTC3827 / LTC3826 系列引脚兼容。Q控制器。图 1 示出了一个典型的应用电路，其中 LTC3857 用于将一个变化很大的汽车电池电压转换为两个稳压良好的输出。

 

特征	LTC3857	LTC3858
静态电流（一个通道开启）	50μA	170μA
静态电流（两个通道均开启）	65μA	300μA
突发模式操作	最低纹波	最高的中端效率
短路保护	带电流折返的逐周期电流限制	具有电流折返和可选短路闭锁的逐周期电流限制
启动期间的输出电压跟踪	是，跟踪或软启动（跟踪/SS 引脚）	否，仅软启动（SS 引脚也用于短路锁存定时器）

	LTC3857 / LTC3858	LTC3857-1 / LTC3858-1
电流检测电压	可调 30mV/50mV/75mV （ILIM 引脚）	固定 50mV
电源良好输出电压监视器	每个通道的独立监视器（PGOOD1 和 PGOOD2 引脚）	仅通道 1 监视器（PGOOD1 引脚）
用于三相或更多相的CLKOUT/PHASMD引脚	是的	不
包	5 毫米 × 5 毫米 QFN	28 引脚窄 SSOP

 

图1.高效率双路输出3.3V/8.5V降压转换器。当V小于8.5V时，8.5V输出跟随V。

低 IQ延长电池运行时间

在许多应用中，一个或多个电源始终保持活动状态，通常处于待机模式，其中很少或没有负载电流。在这些“始终开启”的系统中，电源电路的静态电流代表了从输入电源（电池）汲取的绝大部分电流。有一个低的IQ电源对于延长电池运行时间至关重要。在突发模式操作中，当一个输出处于活动状态时，LTC3857 仅吸收 50μA 电流，当两个输出均使能时仅吸收 65μA 电流，而 LTC3858 在一条输出处于活动状态时吸收 170μA 电流，当两个输出均使能时仅吸收 300μA 电流。当两个输出均关断时，两个器件的功耗仅为 8μA。

操作模式

PLLIN/MODE 引脚用于在低负载电流下设置三种模式之一：突发模式操作、脉冲跳跃模式或强制连续模式。强制连续模式保持从空载到满载的恒定频率操作，但代价是轻负载效率。突发模式操作是轻负载下最有效的模式，尽管纹波略高，静态电流最低。脉冲跳跃模式在某种程度上是一种折衷方案，在轻负载下保持非常低的纹波和中等效率。图2和图3显示了这三种模式下的效率。

图2.采用LTC3857的图1电路的效率。图中显示了三种工作模式（强制连续、脉冲跳跃和突发模式操作）的效率。在较重负载下，效率与模式无关。

图3.采用LTC3858的图1电路的效率。请注意，强制连续和脉冲跳跃模式下的效率与图 2 中的 LTC3857 基本相同 — 只是突发模式操作在轻负载至中等负载下有所不同。

LTC3857 和 LTC3858 在强制连续和脉冲跳跃模式下以类似的方式运作。但是，突发模式操作存在差异。LTC3857 专为实现最低静态电流和相对较低的纹波而优化。LTC3858 专为在宽负载电流范围内实现最高效率而优化。这意味着 LTC3857 在比 LTC3858 更低的负载电流下转换到恒定频率操作 （具有较低的纹波），而 LTC3858 在中间轻负载下保持更高的效率 （具有较高的纹波）（图 4 和图 5）。

图4.电感电流纹波在 12V 至 3.3V （100μA 负载电流）LTC3857 和 LTC3858 仅在突发模式操作方面有所不同。

图5.LTC3857 和 LTC3858 在配置为突发模式操作 （PLLIN/MODE 引脚接地） 时的效率比较图1电路。在非常轻至几乎没有负载的情况下，LTC3857 由于其低 I 而具有最低的功率损耗Q.在中间负载条件下，LTC3858 的效率更高，但代价是纹波。

电流检测、限流和短路保护

LTC3857 / LTC3858 均采用一种峰值电流模式架构。高速轨到轨差分电流检测比较器持续监控电流检测元件两端的电压，该元件可以是检测电阻器，也可以是电感器的直流电阻（源自R-C网络）。峰值检测电压由三态 ILIM 引脚（固定在“-1”版本）设置。如果发生短路，限流折返会降低峰值电流，以最大限度地降低功率元件的耗散。在启动期间禁用折返，以实现可预测的跟踪或软启动。

LTC3858 具有一项附加功能，可在短路事件期间提供进一步保护。SS引脚可用作短路定时器。如果短路持续足够长的时间，输出将“闭锁”并停止开关。锁存器只能通过循环运行引脚或循环输入电源（V在).这种闩锁功能可以通过在SS和INTV之间连接电阻器来消除抄送引 脚。LTC3858 的两个通道独立工作;即，一个通道上的短路锁存不会影响另一个通道。

尽管电流折返和锁存在短路事件期间都提供了额外的保护级别，但 LTC3857 / LTC3858 基本上受到其电流模式架构的保护。电流比较器始终处于活动状态，这意味着可以根据需要优雅地跳过开关周期，以始终控制电感电流。

其他重要功能

FREQ 引脚用于设置开关频率。将此引脚接地可选择 350kHz，同时将其连接到 INTV抄送选择 535kHz。将单个电阻从该引脚连接到地，可将频率设置在 50kHz 至 900kHz 的任意范围内。95ns 的最短导通时间短，即使在高频下也能实现低占空比操作。最大 99% 占空比能力允许低压差操作，适用于低输入/高输出电压应用。

一个内部补偿锁相环 （PLL） 使 LTC3857 / LTC3858 能够在 75kHz 至 850kHz 的频率范围内同步至一个外部时钟源 （施加于 PLLIN/MODE 引脚）。当同步时，LTC3857 / LTC3858 在强制连续模式下工作，以保持独立于负载电流的恒定频率操作。当外部时钟不存在或暂时中断时，LTC3857 / LTC3858 以由 FREQ 引脚设定的频率运作。内部PLL滤波器预偏置至对应于该自由运行频率的电压。当检测到外部时钟时，PLL使能。由于PLL滤波器是预偏置的，在此转换期间几乎不必充电或放电，因此可以快速实现同步，频率变化很小，输出电压纹波最小。

MOSFET 驱动器和控制电路由 INTV 供电抄送，默认情况下由内部低压差 （LDO） 稳压器从主输入电源引脚 （V在).具有优化死区时间控制的强栅极驱动器可在重负载下提供高效率。为了减少 MOSFET 栅极电荷损耗引起的功耗并提高高输入电压下的效率，可以将 5V 至 14V （最大值 abs） 的电源连接到 EXTV抄送针。在 EXTV 上检测到电源时抄送、V在LDO 被禁用，EXTV 之间的另一个 LDO抄送和国际电视抄送已启用。电视抄送通常连接到由 LTC3857 / LTC3858 产生的输出电压之一。

LTC3857 / LTC3858 为每个通道提供了一个 RUN 引脚。运行启用输出和 INTV抄送供应。LTC3857 为每个通道提供了一个 TRACK/SS 引脚，该引脚充当软起动或允许输出跟踪一个外部基准 （例如，另一个电源）。LTC3858 具有一个用于每个通道的双功能 SS 引脚。SS 用于软起动 （如 LTC3857 上的 TRACK/SS 引脚，但没有跟踪），也用于用作可选的短路锁断定时器。

汽车应用的理想选择

LTC3857 尤其非常适合汽车应用，包括导航、远程信息处理和信息娱乐系统。宽输入电压范围足够高，可以防止双电池和抛负载瞬变，同时足够低，可以在冷启动和发动机启动期间连续运行。超低的 50μA 静态电流非常适合于始终接通电源，即使在点火关闭时也能使能。宽输出电压范围支持通常用于音频系统、CD/DVD 播放器和磁盘驱动器的更高电压轨。当电池电压骤降时，99% 占空比能力可为这些电源轨提供低压差。

多相单输出应用

LTC3857 / LTC3858 通常配置为两个独立的输出，这些输出以 180° 错相方式运行。异相操作通道可最大限度地降低所需的输入电容。然而，LTC3857 / LTC3858 还可配置两个功率级来驱动单个输出。图6所示为一个19V–28V输入电源，产生一个稳定的12V/150W输出。在此配置中，两个通道的补偿 （ITH）、反馈 （VFB）、使能 （RUN） 和软启动 （TRACK/SS 或 SS） 引脚连接在一起。由于通道异相工作，有效开关频率加倍，从而最大限度地减少所需的输入和输出电容和电压纹波，同时允许更快的瞬态响应。LTC3857 / LTC3858 由于其峰值电流模式控制架构，提供了固有的快速、准确的逐周期均流。

图6.2相单输出应用。多个 LTC3857 / LTC3858 控制器可级联以驱动具有多达 12 个异相工作的功率级的单输出，适用于非常高功率的应用。

LTC3857 / LTC3858 还可用于具有三相或更多相的设计。CLKOUT引脚可以驱动其他控制器的PLLIN/MODE引脚，而PHASMD引脚可以调整每个控制器的相对相位。这允许 3、4、6 和 12 相操作。

结论

LTC®3857 和 LTC3858 是几乎引脚兼容的器件，非常适合于要求在从无负载到满负载的宽负载范围内实现高效率的转换器。其低静态电流可延长电池供电系统的使用寿命。它们分别从 4V 至 38V 的输入调节 0.8V 至 24V 的两个独立输出。短的最小导通时间和 99% 的占空比能力允许从非常低到非常高的占空比的高频操作。LTC3857 和 LTC3858 在 5mm × 5mm QFN 封装和 28 引脚窄体 SSOP 封装中集成了这些功能以及更多功能。

审核编辑：郭婷