數字IC電源的雙線性穩壓器可實現實時輸出調整和動態余量優化

通常，LDO 穩壓器需要修改硬件來調整其輸出電壓，但如果規格不斷變化，則電路板和組件的更改可能會增加大量的開發時間。在此類應用中，具有軟件可編程輸出電壓的 LDO 穩壓器可以節省時間和成本。

然而，LDO 穩壓器輸出的軟件控制只能解決部分問題。LDO 穩壓器通常用作開關穩壓器的后置穩壓器。從 LDO 穩壓器的角度來看，開關穩壓器通常用于在輸入功率到達線性穩壓器之前對其進行預調節。理想情況下，開關穩壓器的輸出具有恰到好處的余量（高于 LDO 穩壓器的壓差），以便 LDO 穩壓器在其最有效的區域內運行，并優化瞬態響應。為了保持 LDO 穩壓器的最佳輸入電壓，開關穩壓器的輸出必須與 LDO 穩壓器的輸出一起調整。同樣，這最好在不進行昂貴的硬件修改的情況下完成。

LT3072 雙通道 2.5A 線性穩壓器可滿足數字 IC 電源的挑戰性需求，同時允許獨立于硬件進行輸出電壓調整，即使 LT3072 遵循預穩壓器輸入電源也是如此。LT3072 具有 UltraFast? 瞬態響應和 80mV 的低壓差電壓，使其能夠在負載快速變化時輕松產生嚴格調節的電源電壓。

圖 1.

雙通道 2.5 A LT3072 的 UltraFast 負載瞬態響應、12 μV rms 輸出噪聲和 80 mV 壓差電壓特性滿足了具有嚴格電源要求的數字 IC 的需求。在此原理圖中，顯示的三態 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來簡單地改變，從而使LT3072 的軟件控制，無需進行耗時且昂貴的硬件修改。圖片由

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

LT3072 在單個封裝中集成了兩個完全獨立的 2.5A LDO 穩壓器。LT3072 的 0.6V 至 2.5V 輸出電壓范圍足夠寬，可以為各種數字 IC 軌供電。通過在 LT3072 上設置幾個三態引腳來對每個通道的輸出電壓進行編程——這種方法可以通過跳線、微控制器或電源系統管理 (PSM) IC 輕松執行。

具有低噪聲和超快速瞬態響應的可編程雙路輸出

圖 1顯示了獨立電路中的 LT3072，該電路適用于具有嚴格功率要求的數字 IC 負載。嚴格的電源規格的一個重要組成部分是能夠快速響應負載瞬態，如圖 2所示的 LT3072 的 UltraFast 瞬態響應所示。

圖 2.

LT3072 單路輸出的 UltraFast 瞬態響應顯示在幾微秒內穩定，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，但穩定時間稍長。圖片由

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每個輸出值由三個三態引腳編程：V O1B2、 V O1B1和 V O1B0和 V O2B2、 V O2B1和 V O2B0。每個三態引腳通過接地、浮動或向其施加電壓來設置。通過這種方式，可以將輸出設置為 0.6 V 至 2.5 V。

除了設置標稱編程電壓外，裕量輸入允許圍繞編程輸出電壓進行額外的 ±10% 調整。相應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，以優化瞬態響應性能的裕量。輸出電壓狀態由 PWRGD 引腳指示，并且有用于模擬輸出電流監控的引腳還可以設置 ±7% 準確度的輸出電流限制。還有一個用于模擬監控芯片溫度的引腳。

預調節器的動態控制

LT3072 可以動態控制其前面的切換器的輸出。這可以對 LDO 穩壓器的輸出電壓進行動態調整，同時將其輸入電壓保持在能夠保持高效率和快速負載瞬態響應的水平。

圖 4.

圖 3 中電路的動態測試。跡線顯示了軟件對三態引腳 VO1B2 和 VO1B1（VO1B0 接地）的更改如何導致 LT3072 的 OUT1 電壓調整。反過來，LT3072 動態控制 LT8616 通道 1 輸出，該輸出對 LDO 穩壓器的 IN1 輸入進行預調節。通過這種方式，LDO 穩壓器的 IN1 上的電壓在 LDO 穩壓器的 OUT1 上保持一個固定的電壓值——該電壓差可實現最高效率和最佳負載瞬態性能——所有這些都無需對硬件進行任何更改。圖片由

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圖 3.

LT3072 的 IN1 和 IN2 由雙通道、降壓型 LT8616 預調節。LT3072 的 VOIC1 和 LT8616 的 TR/SS1 之間的連接允許 LT3072 動態地預調節其 IN1 輸入，從而實現最高的效率和負載瞬態性能，同時允許在不改變硬件的情況下調整 LT3072 的輸出電壓。圖片由

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圖 3 中 LT3072 的前置穩壓器電源是 LT8616 — 一個 42 V、雙通道 1.5 A/2.5 A 同步單片式降壓穩壓器。此設置可接受 3.6 V 至 42 V 的單一系統輸入電壓范圍。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 控制相應的 LT8616 輸出，以使 LDO 穩壓器工作在最佳效率和瞬態響應轉換區域。OUT1 可使用 V O1B2-1引腳在 0.6 V 至 1.8 V 范圍內動態調整。

OUT1 線性穩壓器通道的電流限值設置為 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 啟動之前提供了一個輕微的延遲。圖 4 顯示了 LT3072 動態控制預調節 LDO 穩壓器輸入的開關通道。

結論

用于數字 IC 電源的 LT3072 雙路 LDO 穩壓器具有兩個具有 UltraFast 負載瞬態響應的低噪聲通道。通過設置幾個三態引腳對兩個輸出電壓進行編程，無需電阻。當 LT3072 的輸入電源是前置穩壓器時，LT3072 VIOC 功能可用于控制輸入電源，以允許在不犧牲瞬態響應性能或效率的情況下動態改變輸出電壓編程。

關于作者

Andy Radosevich是 ADI 公司的高級應用工程師，支持 Power by LinearTM 非隔離、DC-DC 開關以及線性電壓和電流穩壓器。Andy 獲得了圣何塞州立大學的電子工程碩士學位，專攻電力電子。他還擁有運動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，經常乘坐公共汽車參加硅谷的工程活動。