LTC?3675 是一款節省空間的單芯片電源解決方案，適用于采用單節鋰離子電池運行的多電源軌應用。其 4mm × 7mm QFN 包含兩個 500mA 降壓穩壓器、兩個 1A 降壓穩壓器、一個 1A 升壓穩壓器、一個 1A 降壓-升壓穩壓器、一個能夠驅動高達 25mA 雙 LED 串的升壓 LED 驅動器，以及一個用于為內務微處理器供電的始終接通的 25mA LDO。所有調節器均可通過 I 進行控制2C. 圖 1 顯示了由單個鋰離子電池運行的八軌解決方案。

圖1.鋰離子電池連接到八個電源軌，包括一個LED驅動器，使用單個IC。

開關穩壓器特性

LTC3675 中的所有穩壓器都是內部補償單片式同步穩壓器。降壓穩壓器和降壓-升壓穩壓器可通過使能引腳或 I 使能2C，而升壓穩壓器通過 I 使能2僅限 C。穩壓器的反饋調節電壓可通過I2C 范圍為 425mV 至 800mV，步長為 25mV。

每個穩壓器提供兩種輕負載操作模式。降壓穩壓器提供突發模式操作以實現最高效率，并提供脈沖跳躍模式以實現更可預測的 EMI。升壓和降壓-升壓穩壓器提供突發模式操作和 PWM 模式。每個穩壓器的工作模式可通過 I 進行編程2C.

調節器還具有 I2開關邊沿的 C 可編程壓擺率控制，其中快速開關可產生更高的效率，而慢速開關可改善 EMI 性能。

并聯降壓穩壓器可提高負載電流能力

LTC3675 的任意兩個連續編號的降壓型穩壓器可以并聯組合，以產生具有組合負載電流能力的單個穩壓器輸出。例如，降壓穩壓器1（能夠提供1A）和2（能夠提供1A）可以并聯，以產生能夠提供高達2A負載電流的單個降壓穩壓器。類似地，降壓穩壓器2和3可以并聯以構成負載能力高達1.5A的單個降壓穩壓器，降壓穩壓器3和4可以并聯以構成負載能力高達1A的單個降壓穩壓器。

當兩個降壓穩壓器組合在一起時，編號較低的降壓穩壓器用作主穩壓器，并控制編號較高的從降壓穩壓器的功率級。組合降壓穩壓器的行為通過主穩壓器（編號較低）進行編程。要將降壓穩壓器配置為從機，其反饋引腳必須連接到V在主穩壓器和從降壓穩壓器的開關節點短接至一個公共電感。從開關引腳到電感器的走線阻抗必須保持一致，以便在兩個功率級中獲得更好的電流分布。不相等的走線阻抗可能會影響組合降壓穩壓器的負載能力。

圖2顯示了一個應用，其中降壓穩壓器1和2與降壓穩壓器1作為主穩壓器，降壓穩壓器2作為從穩壓器并聯。

圖2.并聯降壓穩壓器1和2可提高負載電流能力。12V 輸出使用通常用于 LED 燈串的升壓產生。

LED 驅動器特性

LED 驅動器能夠驅動兩個 LED 串，每個串最多 10 個 LED。LED驅動器也可以配置為高壓升壓穩壓器。

當配置為雙串LED驅動器時，LED1或LED2引腳上的較低電壓是調節點。在圖 1 中，LED_FS引腳上的 20k 電阻將 LED 滿量程電流設置為 25mA。在此電流水平下，兩個 LED 串之間的匹配度優于 1%。自動漸變電路允許LED電流以用戶編程的速率改變電平。

對于要求LED在高于25mA的電流下偏置的應用，可以通過I在程序寄存器中設置一個位，使編程電流加倍2C. 對于20k的LED_FS電阻，設置此位可設置50mA的滿量程電流。在此模式下使用時，輸出電壓限制為20V

配置為高壓升壓穩壓器的LED驅動器

LED 驅動器可配置為使用 I 的高壓升壓穩壓器2C 命令。LED_OV引腳充當反饋引腳。高達 40V 的輸出電壓可利用外部電阻器進行設置。在圖2中，LED驅動器配置為升壓穩壓器，提供12V輸出。為了保持穩定性，平均電感電流不得超過750mA。對于 12V 輸出，可在整個輸入電壓范圍內提供高達 150mA 的負載電流。

按鈕接口和順序上電

LTC3675 可采用 ONB 引腳上電或關斷。與ONB、RSTB和WAKE引腳相關的所有時序均由CT電容編程。在下面的討論中，假設CT電容為0.01μF。

穩壓器可以使用按鈕接口和精密使能閾值按順序啟動。當所有穩壓器均關斷時，使能引腳門限為650mV。一旦通過 I 使能穩壓器2C或其使能引腳，其余使能引腳的門限精確設置為400mV。這允許良好控制的順序上電。

初始上電后，如果尚未使能穩壓器，將ONB引腳保持低電平400ms會導致WAKE引腳變為高電平五秒鐘。WAKE引腳可以硬連接到使能引腳，以便為任何單個穩壓器上電，然后其輸出可用于為另一個穩壓器上電。以這種方式，LTC3675 可以按順序上電，如圖 3 所示。圖4顯示了降壓穩壓器1、降壓穩壓器2和降壓穩壓器3的順序上電。在喚醒引腳變為低電平之前，I2必須編寫 C 命令以加強降壓 1 的啟用狀態。否則，當 WAKE 拉低時，降壓穩壓器 1 關斷，導致降壓穩壓器 2 和 3 也斷電。

圖3.具有穩壓器啟動排序功能的單串LED驅動器。

圖4.四個降壓穩壓器的順序啟動。

如果 LTC3675 使能了一個或多個穩壓器，則按住 ONB 引腳 <> 秒鐘會產生硬復位。硬復位會導致所有使能穩壓器斷電一秒鐘。一秒鐘后，硬復位狀態退出，I2C 寄存器全部設置為其默認狀態。也可以通過 I 使用 RESET_ALL 位生成硬復位2C 命令。

PBSTAT 引腳反映了 LTC3675 處于 ON 狀態后 ONB 引腳的狀態。在初始上電時，如果ONB引腳被拉低并且所有穩壓器都關斷，則PBSTAT仍處于高阻抗狀態。如果使能穩壓器，ONB 變低至少 50 ms 將導致 PBSTAT 也變低。

I2C 特點

I2C 接口通過 11 個程序寄存器和 2 個狀態寄存器提供可編程性和狀態報告。可以隨時讀取這些寄存器的內容，以確保正常運行。

每個開關穩壓器與單個程序寄存器相關聯，而LED驅動器由兩個程序寄存器控制。UVOT程序寄存器用于選擇八個預設欠壓警告閾值和三個預設管芯溫度警告閾值之一。

I2C端口還用于在發生故障時復位 IRQB 引腳和鎖存狀態寄存器位。

錯誤條件報告 — 使用 RSTB 作為開機復位

LTC3675 的 RSTB 和 IRQB 引腳在報告一個錯誤情況時被拉低 — 否則它們將保持一種高阻抗狀態。報告的誤差條件包括超出調節的輸出電壓、輸入欠壓和過熱警告。

每個穩壓器都有一個內部電源良好（PGOOD）信號，用于指示其輸出電壓的狀態。如果穩壓器的輸出電壓使能且輸出電壓低于其編程值7.5%以上，則定義為不良。PGOOD位設置為零，表示輸出電壓不良。LED驅動器PGOOD信號僅在配置為高壓升壓穩壓器時使用。

如果被屏蔽，PGOOD位變低將把RSTB拉低。清除錯誤條件后，RSTB 引腳返回到其高阻抗狀態。用戶可以通過對RSTB掩碼寄存器進行編程，有選擇地屏蔽將RSTB拉低的錯誤條件。例如，如果升壓穩壓器使能，但用戶不需要知道其輸出狀態，用戶可以對RSTB掩碼寄存器進行編程，使升壓穩壓器的不良輸出不會導致RSTB被拉低。

RSTB 引腳可用于實現上電復位功能。使能穩壓器后，RSTB 引腳被拉低并保持低電平，直到輸出電壓高于其 PGOOD 門限 200ms。之后，RSTB 引腳返回到其高阻抗狀態。上述示例假設RSTB掩碼寄存器內容允許使能穩壓器的PGOOD信號將RSTB引腳拉低。

當產生錯誤時，IRQB 引腳也會被拉低，即使錯誤條件已得到糾正，IRQB 引腳也會保持低電平。IRQB 引腳使用 I 清除2C 命令。除了報告不良穩壓器輸出電壓外，如果超過輸入欠壓或過熱警告門限，IRQB 也會被拉低。通過對 IRQB 掩碼寄存器進行編程，可以選擇性地屏蔽導致 IRQB 被拉低的錯誤條件。輸入欠壓警告和過熱警告條件無法屏蔽。

實時狀態和鎖存狀態寄存器中的數據揭示了故障的確切性質。實時狀態寄存器中的錯誤報告位的條件隨著錯誤條件的變化而變化。當發生未屏蔽的錯誤情況時，鎖存器狀態寄存器信息將被鎖存 — 鎖存器的內容在鎖存事件后不會更改。在 IRQB 清除命令期間清除鎖存器狀態寄存器的內容。

輸入欠壓故障警告和關斷

LTC3675 能夠在低至 2.7V 的輸入電壓下工作。然而，在鋰離子一直放電到2.7V之前，其他器件可能需要關斷或進入低功耗狀態。LTC3675 包括一個輸入欠壓警告信號，其門限通過 I 設定為 <> 個電平之一2C. 當輸入電壓降至編程閾值電壓時，IRQB 引腳被拉低，表示存在故障。可以讀取狀態寄存器以確定故障并采取所需的任何糾正措施。

LTC3675 還包括一個輸入欠壓停機功能，如果輸入電源電壓降至 2.45V 以下，該停機功能將關斷所有使能穩壓器。程序寄存器的內容將重置為其默認狀態。一旦輸入電壓增加到2.55V以上，工作就會恢復。

過熱故障警告和關斷

LTC3675 能夠在非常小的電路板空間內提供超過 15W 的輸出功率。即使使用高效穩壓器，綜合效率損失也會產生散熱，從而提高芯片溫度。為了保護芯片和其他組件，LTC3675 包括四個 I2C 可選管芯溫度警告閾值。當芯片溫度超過選定的警告門限時，IRQB 引腳拉低。如果出現警告，可以讀取狀態寄存器以確定故障。

如果管芯溫度超過150°C，則所有使能穩壓器關斷，程序寄存器復位至默認狀態。一旦芯片溫度降至135°C以下，操作就會恢復。

結論

LTC3675 非常適合于需要從單個鋰離子電池電源獲得多個電源軌的應用。六個穩壓器與一個雙串 LED 驅動器相結合，使 LTC3675 在競爭電源管理解決方案中脫穎而出。我2C 可編程性和故障報告使系統設計人員能夠通過高效的電池電源使用和主動熱管理來最大限度地延長電池運行時間。LTC3675 采用節省空間的 4mm × 7mm QFN 封裝。

審核編輯：郭婷