LT3487：CCD偏置的高效开关稳压器解决方案

在电子设计领域，为CCD成像器提供稳定的偏置电压是一项关键任务。Linear Technology Corporation的LT3487双通道开关稳压器，凭借其出色的性能和丰富的特性，成为了这一应用场景的理想选择。今天，我们就来深入了解一下这款稳压器。

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一、LT3487的特性亮点

1. 强大的输出能力

LT3487能够从锂离子电池中产生15V/45mA的正输出和 -8V/90mA的负输出，满足了许多流行CCD成像器的偏置需求。这种强大的输出能力使得它在CCD偏置应用中表现出色。

2. 智能的输出断开技术

该稳压器采用了输出断开技术，消除了标准升压配置中从输入到输出负载的直流电流路径。这一特性不仅提高了系统的安全性，还减少了不必要的功耗。

3. 有序的通道启动

通过内部的排序电路，正输出在负通道开始切换之前达到稳定状态，确保了两个输出的总和始终为正。这种有序的启动方式有助于提高系统的稳定性和可靠性。

4. 内部肖特基二极管

LT3487集成了内部肖特基二极管，减少了外部元件的数量，降低了成本和电路板空间。同时，2MHz的恒定开关频率允许使用小型、低剖面的电容和电感，并且产生易于滤波的低噪声输出。

5. 简单的输出电压设置

每个通道只需一个电阻即可设置输出电压，大大简化了设计过程。这种简单的设置方式使得工程师能够快速调整输出电压，满足不同应用的需求。

6. 可编程软启动

通过一个电容可以对软启动进行编程，实现两个通道的顺序软启动。软启动功能可以避免启动时的大电流冲击，保护电路元件。

7. 独立的电源引脚

独立的(V_{BAT})引脚允许为电源和控制电路提供独立的电源，增加了设计的灵活性。

8. 紧凑的封装

LT3487采用10引脚（3mm × 3mm）DFN封装，体积小巧，适合对空间要求较高的应用。

二、电气特性详解

1. 工作电压范围

LT3487的工作电压范围为2.3V至16V，输出电压最高可达28V，能够适应不同的电源环境。

2. 静态电流

在不同的工作模式下，LT3487的静态电流表现不同。当RUN/SS = 3V且不切换时，静态电流典型值为3.7mA；当RUN/SS = 0V时，静态电流为5.3 - 8µA，这有助于降低系统的功耗。

3. 开关频率和占空比

开关频率为1.85 - 2.15MHz，最大占空比为87 - 93%，能够提供稳定的输出。

4. 电流限制

正通道和负通道的开关电流限制分别为750 - 920mA和900 - 1090mA，确保了电路的安全性。

三、应用信息

1. 工作原理

LT3487采用恒定频率、电流模式控制方案，通过误差放大器和PWM比较器来调节输出电流，以保持输出电压的稳定。正通道和负通道的基本工作原理相似，但负通道的参考电压为地。

2. 电感和电容的选择

• 电感：对于升压通道，推荐使用10μH的电感；反相通道可以使用15μH的非耦合电感或10μH的耦合电感。选择低核心损耗和小DCR的电感可以提高效率。
• 电容：陶瓷电容是LT3487应用的理想选择，推荐使用X5R和X7R类型的电容。输入电容一般选择1μF，输出电容则根据具体应用而定。

3. 浪涌电流

当电源电压突然施加到(V_{IN})引脚时，会产生浪涌电流。通过合理选择电感和电容的值，可以确保浪涌电流的峰值低于2A。

4. 外部二极管的选择

虽然LT3487内置了肖特基二极管，但在高电流反相应用中，选择合适的外部肖特基二极管与DN并联可以提高效率。选择时需要考虑正向电压降和二极管电容。

5. 输出电压的设置

每个通道只需一个电阻即可设置输出电压，公式为(R 2=frac{-V{N E G}}{25 mu A})和(R 1=frac{V{POS }-1.23}{25 mu A})。为了保持精度，建议使用高精度电阻。

6. 软启动和启动顺序

LT3487具有单软启动控制功能，通过连接一个电容到RUN/SS引脚来编程软启动。内部的排序电路确保负通道在正通道达到87%的最终电压后才开始工作。

7. 输出断开

输出断开功能使用PNP晶体管，通过调节基极电流使晶体管始终处于饱和边缘，从而在(V_{CE(SAT)})和低静态电流之间取得最佳平衡。

8. 反馈节点的选择

正通道的反馈电阻可以连接到(V{POS})引脚或CAP引脚。连接到(V{POS})引脚可以消除输出断开引起的偏移，但在短路故障时需要注意；连接到CAP引脚可以确保短路后(V_{POS})引脚的电压不超过设定值，但会存在一定的电压降。

9. (V_{BAT})引脚的应用

(V_{BAT})引脚允许在广泛的应用中实现输出断开操作。它可以使电源和电感使用不同的电源，提高了设计的灵活性。

10. 电路板布局考虑

在PCB设计中，需要注意开关引脚的布线，尽量减少布线长度和面积，并使用接地平面来减少电磁干扰。

四、典型应用

LT3487适用于多种应用场景，如CCD偏置、TFT LCD偏置、OLED偏置以及运算放大器的±轨生成等。在不同的应用中，根据具体需求选择合适的电感、电容和电阻，以实现最佳的性能。

五、总结

LT3487是一款功能强大、性能出色的双通道开关稳压器，为CCD偏置等应用提供了可靠的解决方案。其丰富的特性和简单的设计方式，使得工程师能够轻松实现高效、稳定的电源设计。在实际应用中，我们需要根据具体需求合理选择电感、电容和其他元件，同时注意电路板的布局，以充分发挥LT3487的优势。你在使用LT3487或类似稳压器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。