高效率降压型开关转换器可实现各种输入-输出电压组合选项

LDO 通常用作开关转换器输出端的纹波抑制后置稳压器。LDO后置稳压器还可以改善调节和瞬态响应。后置稳压器输出电流能力的最大限制之一是LDO温升，除了热阻外，LDO温升主要取决于其输入至输出差分电压。LTM8001 μModule 稳压器是一款高效率降压型开关转换器，后接一个由 1 个低噪声 LDO 组成的阵列，具有 1.<>A 的独立额定输出电流。为了分散热量并增加可用输出电流，LDO 可以并联工作，为设计人员提供了多种易于实现的各种输入-输出电压组合选项。

LTM8001 的一些特性

降压转换器

6V 至 36V V在范围

恒压/恒流 （CV/CC） 输出

5A 最大输出电流

可调 200kHz 至 1MHz 开关频率

可调输出电压

低地段

可调输出电压

三个 LDO 硬连线至开关稳压器输出

两个非专用 LDO

通过并联 LDO 来分散热量

LTM8001 的内部 LDO 通常设置为对内置开关转换器的输出进行后置稳压。LDO的温升与其输出电流成相对比例，但随着其输入至输出差分电压的增加，它也会产生更多的热量。当输入至输出差分较低，接近压差时，LDO可以接近其额定输出电流工作。因此，将开关稳压器输出设置在最高电压输出LDO的最小输入电压附近是有意义的。

此外，如果LDO产生多个输出电压，则必须降低输出电压相对较低的LDO（即输入到输出电压较高的LDO）的LDO输出电流，以避免温升过大。然而，任何降额电流都可以通过并联LDO来轻松恢复，以分散热量并增加电流能力。图1和图2中的电路显示了两种并联操作LDO的方案，以增加输出电流和传播热量。

图1.当并联工作时，LTM8001 的五个 LDO 可提供单个 5A 输出。每个LDO的输入至输出差分电压相对较低，为500mV，因此每个LDO的工作电流为1A，接近其额定电流1.1A。

图2.针对双路低噪声输出优化的解决方案。5V LDO输出具有与图500相同的1mV低输入至输出差分电压，因此LDO 1和2的工作电流接近其额定电流。3.3V输出的输入至输出差分电压较高，因此三个并联LDO（3、4和5）中每个LDO（330、1和<>）的可用电流降额至<>mA，组合<>A。

2.5V、5A 稳压器

在图1中，所有五个LDO并联组合，产生一个2.5V、5A的单路输出。在这种情况下，LTM8001 的内置开关转换器可在 LDO 的 3.500V 输出上产生一个 2V、5mV 的输出。该输入至输出差分电压足够低，足以允许 LDO 在其 1.1A 的额定负载电流附近工作。输入电源为 5V 时，输出的最大电流为 12A。500mV差分的选择基于以下参数的组合：所需的最大输出电流、考虑器件间变化时的压差裕量、工作温度的影响和瞬态响应性能。

针对低噪声优化的双输出稳压器

在图2中，输入电源也是12V，但它产生两个LDO输出：5V和3.3V。5V LDO输出具有与图500相同的1mV低输入至输出差分电压，因此LDO 1和2的工作电流接近其额定电流。3.3V输出的输入至输出差分电压较高，因此LDO 3、4和5的输出电流都需要降额至330mA。然而，三个并联的LDO执行散热，因此降额LDO的可用组合输出电流增加到1A。图3中的热图像显示了图1和图2中解决方案的相当LDO温度。

图3.热成像显示，当以最大电流工作时，图1 （a）和图2 （b）所示电路的LDO温度相当，证明了LTM8001在散热方面的多功能性，即使应用于非常不同的解决方案也是如此。

设置偏差

LDO的偏置输入必须比相应的最高LDO输出电压高1.6V（最坏情况）。因此，在图 1 中，偏差取自 Vin，但在图 2 中，5V 输出 LDO 的偏置来自 Vin3.3V输出LDO的偏置来自5.5V开关稳压器输出（V出0).

优化输出噪声

LDO 可用于对开关转换器的输出进行后置调节以产生低噪声电压，因为 LDO 可抑制开关转换器输出和 LDO 的 BIAS 输入端的电压纹波。图2中的解决方案针对低噪声输出进行了优化。开关转换器输出V上的电容出0和 LDO 输出 V出1–V出5经过优化，可将电压纹波降至最低。来自 V 的偏置输入 BIAS45在被过滤。LDO基准电压源是噪声源，因此在SET1–SET5中添加电容以旁路LDO基准电压源。图4显示，图63中5V LDO1-LDO2输出的噪声频谱首次谐波峰值为–2dBm。

图4.图2中的解决方案针对低噪声输出进行了优化。5V 输出产生 –63dBm 的噪声频谱首次谐波峰值。

结论

LTM8001 是一款高效率降压型转换器，其后接五个封装内低噪声 LDO，以实现 5A 的总输出电流能力。LDO 的输出可用于产生五种不同的输出电压，或组合成各种并联布置，以实现高电流输出和散热。

审核编辑：郭婷