LT3688：雙路800mA降壓開關(guān)穩(wěn)壓器的深度解析與應(yīng)用指南

在電子工程師的日常工作中，選擇一款合適的開關(guān)穩(wěn)壓器對(duì)于項(xiàng)目的成功至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討一下LINEAR TECHNOLOGY公司的LT3688雙路800mA降壓開關(guān)穩(wěn)壓器，看看它有哪些獨(dú)特的特性和應(yīng)用場(chǎng)景。

文件下載：LT3688.pdf

一、LT3688概述

LT3688是一款可調(diào)頻率（350kHz至2.2MHz）的雙路單片降壓開關(guān)穩(wěn)壓器，它集成了兩個(gè)上電復(fù)位定時(shí)器和一個(gè)看門狗定時(shí)器，能夠?yàn)?a target="_blank">微處理器系統(tǒng)提供有效的監(jiān)控功能。該穩(wěn)壓器可以在高達(dá)36V的輸入電壓下工作，具有低紋波突發(fā)模式（Burst Mode）操作，在典型應(yīng)用中可將輸出紋波保持在25mV以下，輸入靜態(tài)電流僅為115μA。當(dāng)EN/UVLO引腳被拉低時(shí)，關(guān)斷電路可將輸入電源電流降低至小于1μA。

二、主要特性

1. 寬輸入范圍：可在3.8V至36V的輸入電壓下工作，適用于多種電源環(huán)境。
2. 低紋波突發(fā)模式：在輕負(fù)載情況下，自動(dòng)切換到突發(fā)模式，有效降低輸入靜態(tài)電流，同時(shí)保持輸出紋波低于25mV。在12V輸入轉(zhuǎn)換為3.3V和5V輸出時(shí)，靜態(tài)電流僅為115μA。
3. 可編程功能：具備可編程、可禁用的窗口看門狗定時(shí)器和兩個(gè)獨(dú)立可編程的上電復(fù)位定時(shí)器，能滿足不同應(yīng)用的需求。
4. 同步與可調(diào)頻率：開關(guān)頻率可在350kHz至2.2MHz之間同步和調(diào)節(jié)，方便工程師根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化。
5. 雙路輸出：擁有兩個(gè)800mA輸出開關(guān)穩(wěn)壓器，內(nèi)置功率開關(guān)，可同時(shí)為多個(gè)負(fù)載供電。
6. 輸入欠壓鎖定：可編程輸入欠壓鎖定（UVLO）并帶有遲滯功能，確保在輸入電壓不穩(wěn)定時(shí)穩(wěn)壓器能正常工作。
7. 封裝形式：提供24引腳TSSOP和4mm×4mm QFN封裝，且都帶有外露焊盤，有助于降低熱阻。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

LT3688適用于多種領(lǐng)域，包括汽車電子控制單元、工業(yè)電源和高可靠性微處理器系統(tǒng)等。在這些應(yīng)用中，它的寬輸入范圍、低紋波和可編程功能能夠滿足系統(tǒng)對(duì)電源穩(wěn)定性和可靠性的要求。

四、工作原理

（一）開關(guān)穩(wěn)壓器操作

通過一個(gè)由(RT)設(shè)置頻率的振蕩器來控制RS觸發(fā)器，從而開啟內(nèi)部功率開關(guān)。放大器和比較器監(jiān)測(cè)(V{IN})和SW引腳之間的電流，當(dāng)電流達(dá)到由(V_C)電壓確定的水平時(shí)，關(guān)閉開關(guān)。誤差放大器通過外部電阻分壓器測(cè)量輸出電壓，并調(diào)節(jié)(V_C)電壓，以控制輸出電流。同時(shí)，(V_C)電壓還受內(nèi)部軟啟動(dòng)電路的控制，確保在啟動(dòng)或故障發(fā)生后能平穩(wěn)工作。

（二）上電復(fù)位和看門狗定時(shí)器操作

上電復(fù)位比較器會(huì)監(jiān)測(cè)穩(wěn)壓輸出電壓，當(dāng)(V_{OUT})低于調(diào)節(jié)值的10%時(shí)，(RST)引腳被拉低；當(dāng)輸出電壓超過調(diào)節(jié)值的90%時(shí)，啟動(dòng)復(fù)位定時(shí)器，經(jīng)過編程的復(fù)位延遲時(shí)間后釋放(RST)引腳?？撮T狗定時(shí)器通常用于監(jiān)測(cè)微處理器的活動(dòng)，它要求WDI引腳上的連續(xù)負(fù)邊沿在編程的時(shí)間窗口內(nèi)出現(xiàn)，以防止WDO引腳拉低。

五、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）輸出電壓設(shè)置

輸出電壓通過輸出和FB引腳之間的電阻分壓器進(jìn)行編程，計(jì)算公式為(R1 = R2(frac{V_{OUT}}{0.8V}-1))。

（二）開關(guān)頻率設(shè)置

可通過將一個(gè)電阻從RT引腳連接到地來編程開關(guān)頻率，不同的開關(guān)頻率對(duì)應(yīng)不同的(R_T)值，具體可參考文檔中的表格。

（三）電感選擇

電感值的選擇可參考公式(L = (V{OUT}+V{F})cdotfrac{1.8MHz}{f_{SW}})，同時(shí)要確保電感的RMS電流額定值大于最大負(fù)載電流，飽和電流至少高出30%。

（四）電容選擇

輸入電容應(yīng)選擇X7R或X5R類型的陶瓷電容，輸出電容可根據(jù)公式(C{OUT}=frac{50}{V{OUT}cdot f_{SW}})選擇，推薦使用X5R或X7R類型的陶瓷電容，以獲得低輸出紋波和良好的瞬態(tài)響應(yīng)。

（五）二極管選擇

應(yīng)使用反向電壓額定值大于輸入電壓的肖特基二極管，平均正向電流可根據(jù)公式(D(AVG)=frac{I{OUT}(V{IN}-V{OUT})}{V{IN}})計(jì)算。

六、PCB布局注意事項(xiàng)

為了確保LT3688的正常運(yùn)行和最小化電磁干擾（EMI），在PCB布局時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 盡量減小(V_{IN})、DA和SW引腳、續(xù)流二極管和輸入電容形成的環(huán)路面積。
2. 將這些組件以及電感和輸出電容放置在電路板的同一側(cè)。
3. 在這些組件下方放置一個(gè)局部、連續(xù)的接地平面。
4. 盡量減小SW和BST節(jié)點(diǎn)的面積，同時(shí)保持FB節(jié)點(diǎn)小，以避免受SW和BST節(jié)點(diǎn)的干擾。
5. 將封裝底部的外露焊盤焊接到接地平面，以提供散熱功能，并通過熱過孔將熱量傳導(dǎo)到電路板的其他接地層。

七、總結(jié)

LT3688作為一款功能強(qiáng)大的雙路降壓開關(guān)穩(wěn)壓器，具有寬輸入范圍、低紋波、可編程功能等眾多優(yōu)點(diǎn)，適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景。在設(shè)計(jì)過程中，工程師需要根據(jù)具體需求合理設(shè)置輸出電壓、開關(guān)頻率，選擇合適的電感、電容和二極管，并注意PCB布局，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。希望本文能為電子工程師們?cè)谑褂肔T3688時(shí)提供一些有用的參考。大家在實(shí)際應(yīng)用中遇到過哪些問題呢？又是如何解決的？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。