通常，LDO 穩(wěn)壓器需要修改硬件來調(diào)整其輸出電壓，但如果規(guī)格不斷變化，則電路板和組件的更改可能會(huì)增加大量的開發(fā)時(shí)間。在此類應(yīng)用中，具有軟件可編程輸出電壓的 LDO 穩(wěn)壓器可以節(jié)省時(shí)間和成本。

然而，LDO 穩(wěn)壓器輸出的軟件控制只能解決部分問題。LDO 穩(wěn)壓器通常用作開關(guān)穩(wěn)壓器的后置穩(wěn)壓器。從 LDO 穩(wěn)壓器的角度來看，開關(guān)穩(wěn)壓器通常用于在輸入功率到達(dá)線性穩(wěn)壓器之前對(duì)其進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)。理想情況下，開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出具有恰到好處的余量（高于 LDO 穩(wěn)壓器的壓差），以便 LDO 穩(wěn)壓器在其最有效的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，并優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)。為了保持 LDO 穩(wěn)壓器的最佳輸入電壓，開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出必須與 LDO 穩(wěn)壓器的輸出一起調(diào)整。同樣，這最好在不進(jìn)行昂貴的硬件修改的情況下完成。

LT3072 雙通道 2.5A 線性穩(wěn)壓器可滿足數(shù)字 IC 電源的挑戰(zhàn)性需求，同時(shí)允許獨(dú)立于硬件進(jìn)行輸出電壓調(diào)整，即使 LT3072 遵循預(yù)穩(wěn)壓器輸入電源也是如此。LT3072 具有 UltraFast? 瞬態(tài)響應(yīng)和 80mV 的低壓差電壓，使其能夠在負(fù)載快速變化時(shí)輕松產(chǎn)生嚴(yán)格調(diào)節(jié)的電源電壓。

圖 1.

雙通道 2.5 A LT3072 的 UltraFast 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)、12 μV rms 輸出噪聲和 80 mV 壓差電壓特性滿足了具有嚴(yán)格電源要求的數(shù)字 IC 的需求。在此原理圖中，顯示的三態(tài) V O1B2–0和 V O2B2–0引腳分別固定 OUT1 至 2.5 V 和 OUT2 至 0.6 V，但輸出電壓可以通過改變這些引腳上的狀態(tài)來簡(jiǎn)單地改變，從而使LT3072 的軟件控制，無需進(jìn)行耗時(shí)且昂貴的硬件修改。圖片由

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LT3072 的低 12μV rms 輸出噪聲和 UltraFast 瞬態(tài)響應(yīng)只需 10μF (1μF + 2.2μF + 6.8μF) 的輸出電容即可實(shí)現(xiàn)。低噪聲對(duì)于通信或傳感器電路保持其高性能非常重要。

LT3072 在單個(gè)封裝中集成了兩個(gè)完全獨(dú)立的 2.5A LDO 穩(wěn)壓器。LT3072 的 0.6V 至 2.5V 輸出電壓范圍足夠?qū)挘梢詾楦鞣N數(shù)字 IC 軌供電。通過在 LT3072 上設(shè)置幾個(gè)三態(tài)引腳來對(duì)每個(gè)通道的輸出電壓進(jìn)行編程——這種方法可以通過跳線、微控制器或電源系統(tǒng)管理 (PSM) IC 輕松執(zhí)行。

具有低噪聲和超快速瞬態(tài)響應(yīng)的可編程雙路輸出

圖 1顯示了獨(dú)立電路中的 LT3072，該電路適用于具有嚴(yán)格功率要求的數(shù)字 IC 負(fù)載。嚴(yán)格的電源規(guī)格的一個(gè)重要組成部分是能夠快速響應(yīng)負(fù)載瞬態(tài)，如圖 2所示的 LT3072 的 UltraFast 瞬態(tài)響應(yīng)所示。

圖 2.

LT3072 單路輸出的 UltraFast 瞬態(tài)響應(yīng)顯示在幾微秒內(nèi)穩(wěn)定，輸出電容僅為 10 μF (1 μF + 2.2 μF + 6.8 μF)。中間跡線顯示額外的電容可用于限制偏移幅度，但穩(wěn)定時(shí)間稍長(zhǎng)。圖片由

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每個(gè)輸出值由三個(gè)三態(tài)引腳編程：V O1B2、 V O1B1和 V O1B0和 V O2B2、 V O2B1和 V O2B0。每個(gè)三態(tài)引腳通過接地、浮動(dòng)或向其施加電壓來設(shè)置。通過這種方式，可以將輸出設(shè)置為 0.6 V 至 2.5 V。

除了設(shè)置標(biāo)稱編程電壓外，裕量輸入允許圍繞編程輸出電壓進(jìn)行額外的 ±10% 調(diào)整。相應(yīng)的輸入電壓可以低至比 2.5 V 和 0.6 V 輸出電壓高 200 mV，或略高一些，以優(yōu)化瞬態(tài)響應(yīng)性能的裕量。輸出電壓狀態(tài)由 PWRGD 引腳指示，并且有用于模擬輸出電流監(jiān)控的引腳還可以設(shè)置 ±7% 準(zhǔn)確度的輸出電流限制。還有一個(gè)用于模擬監(jiān)控芯片溫度的引腳。

預(yù)調(diào)節(jié)器的動(dòng)態(tài)控制

LT3072 可以動(dòng)態(tài)控制其前面的切換器的輸出。這可以對(duì) LDO 穩(wěn)壓器的輸出電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，同時(shí)將其輸入電壓保持在能夠保持高效率和快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的水平。

圖 4.

圖 3 中電路的動(dòng)態(tài)測(cè)試。跡線顯示了軟件對(duì)三態(tài)引腳 VO1B2 和 VO1B1（VO1B0 接地）的更改如何導(dǎo)致 LT3072 的 OUT1 電壓調(diào)整。反過來，LT3072 動(dòng)態(tài)控制 LT8616 通道 1 輸出，該輸出對(duì) LDO 穩(wěn)壓器的 IN1 輸入進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)。通過這種方式，LDO 穩(wěn)壓器的 IN1 上的電壓在 LDO 穩(wěn)壓器的 OUT1 上保持一個(gè)固定的電壓值——該電壓差可實(shí)現(xiàn)最高效率和最佳負(fù)載瞬態(tài)性能——所有這些都無需對(duì)硬件進(jìn)行任何更改。圖片由

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圖 3.

LT3072 的 IN1 和 IN2 由雙通道、降壓型 LT8616 預(yù)調(diào)節(jié)。LT3072 的 VOIC1 和 LT8616 的 TR/SS1 之間的連接允許 LT3072 動(dòng)態(tài)地預(yù)調(diào)節(jié)其 IN1 輸入，從而實(shí)現(xiàn)最高的效率和負(fù)載瞬態(tài)性能，同時(shí)允許在不改變硬件的情況下調(diào)整 LT3072 的輸出電壓。圖片由

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圖 3 中 LT3072 的前置穩(wěn)壓器電源是 LT8616 — 一個(gè) 42 V、雙通道 1.5 A/2.5 A 同步單片式降壓穩(wěn)壓器。此設(shè)置可接受 3.6 V 至 42 V 的單一系統(tǒng)輸入電壓范圍。在該解決方案中，LT3072 的 OUT1 的可編程輸出范圍為 0.6 V 至 1.8 V。OUT1 通道使??用 VIOC 控制相應(yīng)的 LT8616 輸出，以使 LDO 穩(wěn)壓器工作在最佳效率和瞬態(tài)響應(yīng)轉(zhuǎn)換區(qū)域。OUT1 可使用 V O1B2-1引腳在 0.6 V 至 1.8 V 范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

OUT1 線性穩(wěn)壓器通道的電流限值設(shè)置為 1.8 A，略高于 LT8616 通道 1 的 1.5 A 最大輸出電流。OUT2 固定在 0.6 V，能夠在 3 A 電流限值下達(dá)到 2.5 A。

LT3008-3.3 為 LT3072 提供 BIAS。LT8616 的 PG2 (電源良好) 引腳在 LT3072 啟動(dòng)之前提供了一個(gè)輕微的延遲。圖 4 顯示了 LT3072 動(dòng)態(tài)控制預(yù)調(diào)節(jié) LDO 穩(wěn)壓器輸入的開關(guān)通道。

結(jié)論

用于數(shù)字 IC 電源的 LT3072 雙路 LDO 穩(wěn)壓器具有兩個(gè)具有 UltraFast 負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的低噪聲通道。通過設(shè)置幾個(gè)三態(tài)引腳對(duì)兩個(gè)輸出電壓進(jìn)行編程，無需電阻。當(dāng) LT3072 的輸入電源是前置穩(wěn)壓器時(shí)，LT3072 VIOC 功能可用于控制輸入電源，以允許在不犧牲瞬態(tài)響應(yīng)性能或效率的情況下動(dòng)態(tài)改變輸出電壓編程。

關(guān)于作者

Andy Radosevich是 ADI 公司的高級(jí)應(yīng)用工程師，支持 Power by LinearTM 非隔離、DC-DC 開關(guān)以及線性電壓和電流穩(wěn)壓器。Andy 獲得了圣何塞州立大學(xué)的電子工程碩士學(xué)位，專攻電力電子。他還擁有運(yùn)動(dòng)控制和輕到中型制造工藝的背景。Andy 是一名狂熱的公共交通通勤者，經(jīng)常乘坐公共汽車參加硅谷的工程活動(dòng)。