深入解析LTC2928：多通道电源管理的理想之选

在电子设备的设计中，电源管理是至关重要的一环。合理的电源管理不仅能确保设备的稳定运行，还能提高能源利用效率。今天，我们就来深入探讨一款功能强大的多通道电源管理芯片——LTC2928。

文件下载：LTC2928.pdf

一、LTC2928简介

LTC2928是一款四通道可级联的电源排序器和高精度监控器。它的出现为电源管理带来了极大的便利，无需软件即可轻松配置电源管理功能。每个设备最多可控制四个电源，还能通过级联的方式控制更多电源。其具备分阶段电源排序功能，时间位置可调节，同时还能进行故障事件报告和诊断，可选择在故障时进行系统关机。

二、特性亮点

1. 无需软件配置

这是LTC2928的一大优势，通过几个外部组件就能配置排序阈值、顺序和时序，避免了在系统开发过程中对PCB布局或软件进行更改。这对于提高开发效率、降低开发成本非常有帮助。

2. 多电源控制与级联

每个LTC2928可控制多达四个电源，并且可以通过级联的方式控制无限数量的电源。这使得它在复杂的电源管理系统中具有很强的扩展性。

3. 高精度监控

具备1.5%的欠压监控精度，能够实时监测电源电压，确保电源在正常范围内工作。同时，还能进行过压和故障指示，可配置欠压和过压阈值，为电源的安全运行提供了保障。

4. 电荷泵使能引脚

电荷泵使能引脚可驱动N沟道MOSFET，方便控制外部电源开关。

5. 宽电压范围

工作电压范围从2.9V到16.5V，适用于多种不同的电源系统。

6. 多种封装形式

提供5mm × 7mm 38引脚QFN和36引脚SSOP封装，方便不同的应用需求。

三、电气特性

1. 电源引脚

• (V_{CC})输入电源范围为2.9V - 6V，输入电源电流在不同条件下有相应的数值。
• (HV{CC})高电压输入电源范围为7.2V - 16.5V，当 (HV{CC})为12V时，可输出3.3V的稳压 (V_{CC})。

  2. 顺序上下电引脚

  ON引脚的阈值电压和滞后电压都有明确的规定，并且在不同温度下能保持相对稳定。

  3. 电压监控引脚

  能精确监测电源电压，不同的阈值和时序参数确保了对电源状态的准确判断。

  4. 使能引脚

  使能引脚在不同状态下的电压输出和电流拉取都有相应的电气特性，可根据具体需求进行配置。

  5. 比较器输出

  比较器输出的高低电平电压和电流特性，为故障检测和状态判断提供了依据。

四、引脚功能

1. CAS引脚

级联输入/输出引脚，用于连接主设备和从设备，增加每个时间位置可排序的电源数量。

2. CMP1 - CMP4引脚

比较器和/或故障状态输出引脚，可用于诊断故障类型和来源。

3. DONE引脚

序列完成输出引脚，在序列上电操作完成时拉低，序列下电操作结束时恢复高阻抗状态。

4. EN1 - EN4引脚

使能输出引脚，可连接到电源关闭输入或外部N沟道MOSFET栅极，控制电源的开关。

5. FLT引脚

故障输入/输出引脚，当检测到内部或外部故障时拉低，可用于系统故障保护。

6. (HV_{CC})引脚

高电压电源输入引脚，可提供7.2V - 16.5V的电源输入。

7. MS1、MS2引脚

主/从三态配置输入引脚，用于选择设备的主从状态和相关配置。

8. ON引脚

序列上下电输入引脚，电压超过1V启动序列上电，低于0.97V启动序列下电。

9. OV引脚

过压输出引脚，当正电源超过配置的过压阈值时拉低。

10. OVA引脚

过压调整输入引脚，可用于设置正电源的过压阈值。

11. PTMR引脚

电源良好定时器引脚，通过外接电容设置电源达到阈值的最大时间。

12. RDIS引脚

复位禁用三态输入引脚，可用于强制RST引脚为高电平。

13. REF引脚

参考输出引脚，用于偏移负电源的监测。

14. RST引脚

复位输出引脚，当任何电源低于欠压阈值时拉低，所有电源高于欠压阈值一段时间后拉高。

15. RTMR引脚

复位定时器引脚，通过外接电容设置复位延迟时间。

16. RT1 - RT4引脚

电阻时间位置配置输入引脚，用于选择每个使能输出的开关时间位置。

17. SQT1、SQT2引脚

排序阈值三态配置输入引脚，用于选择正电源和负电源的排序阈值。

18. STMR引脚

序列定时器引脚，通过外接电容设置相邻时间位置之间的延迟。

19. (V_{CC})引脚

电源输入/输出引脚，为内部电路提供电源。

20. VSEL引脚

电压监控选择输入引脚，可选择正输入或正负混合输入。

21. V1 - V4引脚

电压监控输入引脚，连接到外部电阻分压器，监测电源电压。

五、工作模式

1. 序列上电阶段

当 (V{CC})上升时，LTC2928进入上电模式，拉低CAS引脚。 (V{CC})稳定后，释放CAS引脚。ON输入超过1V时，启动序列上电过程。在这个过程中，序列定时器开始工作，根据RT输入选择的时间位置依次开启电源。如果电源未能在规定时间内达到序列阈值，将产生序列故障。

2. 电源监控阶段

所有电源监控输入超过序列阈值后，进入电源监控阶段。比较器切换到高精度欠压阈值，RST引脚在所有电源超过欠压阈值一段时间后拉高。如果任何电源低于阈值，RST引脚拉低。

3. 序列下电阶段

ON输入低于0.97V时，启动序列下电过程。比较器阈值和REF引脚的电压移动到序列下电阈值，按照与上电相反的顺序关闭电源。如果电源未能在规定时间内达到序列下电阈值，将产生序列下电故障。

六、故障检测与处理

1. 故障类型

LTC2928能检测多种故障，包括序列故障、系统控制器命令故障、复位故障和外部故障。

2. 故障处理

当检测到故障时，LTC2928会立即拉低EN1 - EN4输出，关闭所有使能的电源。要清除故障条件，需要满足所有电源低于序列下电阈值、ON输入低于0.97V和FLT引脚外部释放等条件。

3. 故障报告

故障信息会被锁存到比较器输出引脚，通过读取这些引脚可以诊断故障类型和故障通道。

七、应用信息

1. 不使用通晶体管

LTC2928的使能输出可直接驱动DC/DC转换器的关闭/使能、运行/软启动或控制输入，但要注意不要超过DC/DC转换器使能输入的最大电压额定值。

2. 级联多个LTC2928

可以通过CAS连接实现电源扩展，通过DONE - ON连接实现时间扩展，还可以将两种连接方式结合使用，实现更复杂的电源管理。

3. 增加使能延迟

可以使用使能上拉电流为延迟电容充电，实现使能之间的任意延迟。

4. 扩展序列延迟

通过并联电容到STMR引脚，可以在特定事件后扩展序列延迟。

5. 校正IR压降

在高电流应用中，LTC2928可配置为在电源上电且浪涌电流减小后启用感测晶体管，校正IR压降。

6. 放电负载电容

可以利用LTC2928使能输出的下拉强度快速放电负载电容，也可以使用外部反相器实现更快的关断时间。

7. 使用电源模块电压控制电源

可以利用电源模块的输出电压来控制电源的开关，并监测电源的合规性。

8. 强制电源关闭或禁用未使用通道

将相应的RT输入接地可以屏蔽未使用的通道，在故障时也可以使用异步关闭功能。

9. 强制电源在上电前开启

在测序前，可以将相应的RT引脚拉到 (V_{CC})，强制使能引脚为高电平，方便对电源进行测试。

八、设计示例

文档中给出了一个使用LTC2928的电源排序应用设计示例，详细介绍了配置过程，包括电源连接、极性选择、设备指定、序列阈值选择、时间位置设置、欠压阈值计算、电源良好时间设置、复位延迟时间设置和过压阈值设置等。同时，还展示了序列上电、电源监控和序列下电三个阶段的工作过程。

九、总结

LTC2928是一款功能强大、性能优越的多通道电源管理芯片，它为电子工程师提供了一种高效、灵活的电源管理解决方案。在实际应用中，我们可以根据具体需求合理配置LTC2928的各项参数，实现对电源的精确控制和管理。你在使用LTC2928的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。