LTC3026：超低压降线性稳压器的卓越之选

在电子设备的电源管理领域，线性稳压器扮演着至关重要的角色。今天，我们就来深入了解一款性能出色的超低压降（VLDO）线性稳压器——LTC3026。

文件下载：LTC3026.pdf

一、产品概述

LTC3026是一款能够在低至1.14V的输入电压下工作的VLDO线性稳压器。它具备诸多优秀特性，能够为各类电子设备提供稳定、高效的电源供应。其输出电流可达1.5A，典型压降仅为100mV，在众多应用场景中都能发挥出色的性能。

二、产品特性亮点

1. 宽输入电压范围

• 当升压功能启用时，输入电压范围为1.14V至3.5V；若使用外部5V升压，则输入电压范围可扩展至1.14V至5.5V。这种宽范围的输入电压适应性，使得LTC3026能够适配多种不同的电源环境。

  2. 低压降与高输出电流

• 在输出电流为1.5A时，压降仅为100mV，能够在保证输出电流的同时，有效降低功耗。

  3. 可调输出范围

• 输出电压范围为0.4V至2.6V，可通过两个外部电阻进行编程设置，满足不同应用对输出电压的需求。

  4. 优秀的电源抑制能力

• 即使在接近压降的情况下，也能保持良好的电源抑制性能，有效减少电源纹波对输出的影响。

  5. 低功耗设计

• 工作电流低，在输入电压为1.5V时，输入电流仅为950μA；关机电流更低，典型值小于1μA，有助于降低设备的整体功耗。

  6. 多种保护功能

• 具备短路保护、反向电流保护和过温保护等功能，能够有效保护设备在异常情况下的安全运行。

三、工作原理与模式

1. 升压转换器工作模式

• 当外部没有5V电源时，LTC3026内部的升压转换器会发挥作用，产生LDO电路所需的5V电源。它采用Burst Mode®工作模式，在相对较低的电流水平下实现高效率。该模式下，升压转换器仅需在IN和SW引脚之间连接一个小的芯片电感，以及在BST引脚连接一个4.7μF的电容即可工作。
• 具体工作过程为：在开关周期的前半部分，SW和GND之间的内部NMOS开关导通，使电感电流上升。当电感电流达到100mA时，NMOS开关关闭，SW和BST之间的内部PMOS开关导通，将电感电流转移到BST引脚。PMOS开关持续向BST引脚供电，直到电感电流接近零，然后PMOS开关关闭，NMOS开关再次导通，重复开关周期。

  2. 升压转换器禁用模式

• LTC3026可以选择禁用内部升压转换器。此时，BST引脚必须由外部5V电源驱动，或者由另一个启用升压转换器的LTC3026的BST引脚驱动。推荐的禁用方法是将SW引脚浮空，这样可以有效阻止能量传输到BST引脚，从而禁用升压转换器。而且，一个LTC3026的升压转换器可以驱动多个禁用内部升压转换器的LTC3026，实现单个电感为多个LDO供电。

  3. LDO工作模式

• 欠压锁定比较器（UVLO）会监测BST引脚的电压，确保LDO的偏置电源大于4.2V时才启用LDO。如果BST引脚电压低于4.2V，UVLO会关闭LDO，OUT引脚通过外部分压电阻接地。
• LDO能够提供高精度的输出，可输出1.5A的电流，典型压降仅为100mV。只需一个小至10μF的陶瓷电容进行输出旁路即可。低参考电压使得LTC3026的输出电压可以编程到比普通LDO更低的范围（0.4V至2.6V）。同时，它还具备电流限制和热过载保护功能，能够承受输出短路的情况。

四、参数与性能表现

1. 电气参数

• 不同工作模式下，LTC3026的各项电气参数表现不同。例如，在升压启用且LSW = 10μH时，输入电压范围为1.14V至3.5V；在升压禁用且VSW = 0V或浮空时，输入电压范围为1.14V至5.5V。
• 关机电流在不同条件下也有所不同，在VSHDN = 0V，VIN = 3.5V时，典型值小于1μA。

  2. 典型性能特性

• 通过一系列图表可以直观地看到LTC3026在不同条件下的性能表现。例如，在升压转换器启用时，输入电流随输入电压的变化情况；在升压转换器禁用时，BST和IN的供应电流随输入电压的变化情况等。这些特性有助于工程师在实际应用中更好地了解和使用该器件。

五、引脚功能与布局注意事项

1. 引脚功能

• IN（引脚1、2）：输入电源电压，输出负载电流直接由IN引脚提供。如果LTC3026距离大容量电容源较远，建议在IN引脚进行本地旁路接地。
• GND（引脚3、外露焊盘引脚11）：接地和散热引脚，将外露焊盘连接到PCB接地平面或大焊盘，以实现最佳散热性能。
• SW（引脚4）：升压开关引脚，连接一个4.7μH至40μH、能承受150mA峰值电流的电感到VIN。将该引脚浮空可禁用升压转换器。
• BST（引脚5）：升压输出电压引脚，升压转换器启用时，需用一个≥4.7μF的低ESR陶瓷电容将BST引脚旁路到GND。在关机时，BST引脚不加载VIN，但通过外部电感与IN引脚二极管连接。
• SHDN（引脚6）：关机输入引脚，低电平有效。用于将LTC3026置于关机状态，该引脚电流通常小于10nA，不能浮空，若不使用需连接到有效逻辑电平。
• PG（引脚7）：电源良好引脚，当PG为高阻抗时，OUT引脚处于稳压状态；当OUT引脚处于关机或失稳状态时，PG为低阻抗。
• ADJ（引脚8）：输出调节引脚，是误差放大器的输入，典型偏置电流为0.1nA流入该引脚。ADJ引脚参考电压为0.4V（相对于地），输出电压范围为0.4V至2.6V，通常通过连接ADJ到从OUT到GND的电阻分压器来设置。
• OUT（引脚9、10）：稳压输出电压引脚，为负载提供电源。为确保稳定性，需要至少5μF的输出电容。对于大瞬态负载的应用，可能需要更大的输出电容来限制峰值电压瞬变。

  2. 布局注意事项

• BST和OUT引脚与各自陶瓷旁路电容的连接应尽可能短，旁路电容的接地端应直接连接到接地平面或通过短走线返回器件的GND引脚，以减少有效串联ESR和电感，避免性能下降。
• 升压转换器启用时，SW引脚会在接地和5V之间切换，其过渡边沿速率较快（约10ns）。因此，要确保SW节点不会与其他节点（特别是ADJ引脚）发生电容耦合，建议将SW引脚与开关电感用尽可能短的走线连接。如果SW节点附近有敏感节点，可以在两者之间放置接地屏蔽层以减少耦合。
• ADJ引脚阻抗相对较高，应尽量减小该引脚的杂散电容（<10pF），以防止误差放大器环路出现相移。同时，要特别注意避免外部信号通过杂散电容耦合到ADJ引脚，产生不良的输出纹波。

六、应用案例

1. 多稳压器共用一个升压

• 可以使用一个LTC3026的升压转换器为多个禁用内部升压转换器的LTC3026供电，实现高效的电源管理。例如，在VIN = 2.5V的情况下，一个启用升压的LTC3026可以为多个输出不同电压的LTC3026提供升压电压。

  2. 外部5V偏置下的输出

• 当有外部5V偏置电源时，可以禁用LTC3026的内部升压转换器，实现特定输出电压的稳定供应。例如，在VIN = 3.3V的情况下，通过外部5V偏置，可输出2.5V、1.5A的稳定电压。

七、总结

LTC3026凭借其宽输入电压范围、低压降、可调输出范围、优秀的电源抑制能力和多种保护功能等特性，成为电子工程师在电源管理设计中的理想选择。无论是在移动设备、工业控制还是其他电子应用领域，LTC3026都能为设备提供稳定、高效的电源供应。在实际应用中，工程师需要根据具体需求合理选择工作模式，注意引脚功能和布局设计，以充分发挥LTC3026的性能优势。你在使用LTC3026或其他线性稳压器时，遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。