LT3508：一款实用的双路降压开关稳压器

在电子设计领域，电源管理芯片的性能直接影响着整个系统的稳定性和效率。ADI公司的LT3508双路降压开关稳压器就是一款备受关注的产品，下面我们就来详细了解一下它。

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一、产品概述

LT3508是一款具有内部功率开关的双路电流模式PWM降压DC/DC转换器，能够产生两个1.4A的输出。其输入电压范围宽，为3.7V至36V，这使得它适用于多种电源，如汽车电池、24V工业电源和非稳压墙式适配器等。

二、主要特性

2.1 宽输入电压与双路输出

• 输入电压范围为3.7V至36V，能适应不同的电源环境。
• 具备两个1.4A输出的开关稳压器，内部集成功率开关，可满足不同负载需求。

2.2 灵活的开关频率

• 开关频率可在250kHz至2.5MHz之间调节，还能在全频率范围内同步。
• 反相开关设计可降低纹波，同时允许使用小型电感和陶瓷电容，减小了电路体积。

2.3 精准控制与保护

• 具有精确的可编程欠压锁定功能，确保在合适的电压下启动。
• 独立的跟踪、软启动和电源良好电路，便于电源排序。
• 具备逐周期电流限制、频率折返和热关断功能，可保护输出短路情况，软启动还能消除启动时的输入电流浪涌。

2.4 封装与应用认证

• 采用小尺寸的4mm × 4mm 24引脚QFN或16引脚热增强型TSSOP表面贴装封装。
• 通过AEC - Q100认证，适用于汽车应用。

三、电气特性

3.1 电压与电流参数

• 最小工作电压方面，VIN1为3.4 - 3.7V，VIN2在VIN1 = 12V时为2.5 - 3.0V。
• 静态电流方面，VIN1不开关时为4.3 - 5.2mA，VIN2不开关时为320 - 500μA，关断电流（VIN1 + VIN2）在VSHDN = 0.3V时为0.1 - 2μA。

3.2 反馈与开关参数

• FB电压为0.790 - 0.816V，FB引脚偏置电流在VFB = 0.800V、Vc = 0.5V时为50 - 300nA。
• 开关频率在R = 33.2k时为0.92 - 1.06MHz，开关相位在Rr = 33.2k时为150 - 210°，最大占空比根据不同电阻值有所不同。

四、引脚功能

4.1 关键引脚

• BOOST1、BOOST2：为内部NPN功率开关提供高于输入电压的驱动电压。
• FB1、FB2：将反馈引脚调节到0.800V，用于连接反馈电阻分压器。
• PG1、PG2：电源良好引脚，为内部比较器的开集输出，可用于指示输出调节和电源排序。
• RT/SYNC：用于设置内部振荡器频率，也可同步到外部频率。
• SHDN：用于将LT3508置于关断模式，其2.63V阈值可作为精确的欠压锁定。
• SW1、SW2：内部功率开关的输出，连接电感、续流二极管和升压电容。
• TRACK/SS1、TRACK/SS2：用于软启动和输出跟踪。
• VC1、VC2：内部误差放大器的输出，控制峰值开关电流。
• VIN1、VIN2：为内部电路和功率开关提供电流，需进行本地旁路。

五、工作原理

5.1 基本工作模式

当SHDN引脚接地时，LT3508关断，从VIN引脚输入的电流最小。当SHDN引脚超过1V时，内部偏置电路开启，包括内部稳压器、参考和振荡器。当SHDN引脚超过2.63V时，开关稳压器开始工作。

5.2 电流模式控制

采用电流模式控制，反馈环路控制每个周期内开关的峰值电流，相比电压模式控制，改善了环路动态并提供逐周期电流限制。

5.3 频率调节与保护

• 开关频率可通过RT/SYNC引脚的电阻或外部逻辑信号设置。
• 在过载条件下，开关稳压器会进行频率折返，以帮助限制开关电流。

六、应用设计要点

6.1 输出电压设置

通过输出和FB引脚之间的电阻分压器来编程输出电压，公式为(R1 = R2((V_{OUT}/0.8V - 1)))，R2应小于等于20k以避免偏置电流误差。

6.2 工作电压范围

• 最小工作电压由欠压锁定或最大占空比决定，当VIN1和VIN2连接在一起时，欠压锁定在3.7V或以下。
• 最大工作电压由VIN和BOOST引脚的绝对最大额定值以及最小占空比决定。

6.3 开关频率设置

可通过驱动RT/SYNC引脚的逻辑信号或连接电阻到地来编程开关频率，选择高开关频率可减小整体解决方案尺寸，但在高输入电压下效率可能会下降。

6.4 元件选择

• 电感选择：电感值可按(L = (V{OUT} + V{F}) cdot frac{1.2 mu H}{f})选择，电感的RMS电流额定值应大于最大负载电流，饱和电流应至少高30%，串联电阻应小于0.1Ω。
• 输入电容选择：使用X7R或X5R类型的陶瓷电容进行旁路，根据开关频率选择合适的电容值。
• 输出电容选择：陶瓷电容具有低ESR，能提供良好的纹波性能，可按(C{OUT} = frac{50 V}{V{OUT}} cdot frac{1 MHz}{f})选择。
• 二极管选择：续流二极管的平均正向电流可按(D(AVG) = frac{I{OUT}(V{IN} - V{OUT})}{V{IN}})计算，反向电压额定值应大于输入电压。

6.5 其他设计要点

• 频率补偿：通过连接到VC引脚的元件进行频率补偿，一般使用串联的电容和电阻到地。
• 关断与欠压锁定：可添加欠压锁定功能，防止在低电源电压下出现问题。
• 软启动：通过TRACK/SS引脚的电容实现软启动，输出电压从0V线性上升到调节值。
• 输出跟踪与排序：可使用TRACK/SS和PG引脚实现复杂的输出跟踪和排序。
• PCB布局：布局时要注意减小VIN和SW引脚、续流二极管和输入电容形成的环路面积，保持FB和VC节点小，以减少EMI。

七、典型应用

LT3508有多种典型应用电路，如1MHz、3.3V和1.8V输出带排序的电路，3.3V和5V双路输出降压转换器等，适用于汽车、DSP电源、墙式变压器调节等领域。

八、总结

LT3508以其宽输入电压范围、灵活的开关频率、精准的控制和保护功能，成为电子工程师在电源设计中的一个不错选择。在实际应用中，合理选择元件和进行PCB布局，能充分发挥其性能，为系统提供稳定可靠的电源。大家在使用过程中，有没有遇到过什么特别的问题呢？可以一起交流探讨。