IC工藝幾何尺寸的日益縮小促使當今電子產(chǎn)品的工作電壓降至遠遠低于2V的水平，由此帶來了諸多的設計挑戰(zhàn)。一個常見的問題是要多個電源電壓，例如：一個電壓用于CpU內(nèi)核，另一個電壓用于I/O，還有其它一些電壓則用于外設。敏感的RF、音頻和仿真電路有可能要另外的專用低噪聲電源(這些電源與那些對噪聲不太敏感的數(shù)字電路是分開的)。隨著電源數(shù)目的新增，為每個電壓和具有特殊要求的子系統(tǒng)使用一個單獨的電源IC變得不切實際。電路板的面積將很快地被日漸增多的電源所占用。針對空間不足的一種解決方法是利用一個三路穩(wěn)壓器(例如：LTC?3446，可由單顆IC芯片供應3種電壓)來實現(xiàn)電源集成。

內(nèi)置于一個纖巧型封裝中的三路電源

LTC3446集成了一個1A同步降壓型穩(wěn)壓器和兩個300mA非常低壓差VLDO?線性穩(wěn)壓器，以從單個輸入電壓供應多達三種降壓輸出電壓，該器件采用了纖巧型3mmx4mmDFN封裝。2.7V至5.5V的輸入電壓范圍非常適合于鋰離子/鋰聚合物電池供電型應用，以及從5V或3.3V電源軌來為低電壓邏輯電路供電。輸出電壓范圍向下擴展至0.4V(用于VLDO穩(wěn)壓器)和0.8V(用于降壓型轉(zhuǎn)換器)。

每個輸出均通過其自己的使能引腳來獨立地啟用或關斷。當所有的輸出均被關斷時，VIN靜態(tài)電流將降至1μA或更低，從而保存了電池功率。每個輸出的調(diào)節(jié)電壓由外部電阻分壓器來設置。可通過調(diào)節(jié)ITH引腳上的RC網(wǎng)絡來使降壓穩(wěn)壓器環(huán)路響應與負載相適應。

高效率和低噪聲

1A同步降壓型轉(zhuǎn)換器以高效率(達90%)供應了主輸出。該降壓型轉(zhuǎn)換器執(zhí)行2.25MHz的恒定頻率電流模式操作，因而允許使用小的電容器和電感器。兩個300mAVLDO穩(wěn)壓器可以連接起來，以把降壓轉(zhuǎn)換器輸出作為工作電源，以供應兩個額外的較低電壓輸出。這樣，降壓轉(zhuǎn)換器將以高效率(這是開關穩(wěn)壓器的特點)來執(zhí)行大部分降壓操作，而VLDO穩(wěn)壓器則以上佳的效率和極低的噪聲電平(這是線性穩(wěn)壓器的特點)供應了額外的較低電壓。

圖1：LTC3446電源配置為從1A降壓穩(wěn)壓器供應1.8V輸出以及從300mAVLDO穩(wěn)壓器供應1.5V和1.2V輸出時的電路原理圖。VLDO穩(wěn)壓器由降壓輸出通過LVIN引腳來供電。

圖1中的電路原理圖標出了LTC3446被配置為從降壓穩(wěn)壓器供應1.8V輸出、從第一個VLDO穩(wěn)壓器供應1.5V輸出、從第二個VLDO穩(wěn)壓器供應1.2V輸出時的情形。圖2示出了裝配在一塊印刷電路板上的圖1電路。

圖2：裝配在一塊印刷電路板上的LTC3446三路電源

圖3：LTC3446的降壓型穩(wěn)壓器與負載電流的關系曲線

在輕負載條件下可選擇執(zhí)行突發(fā)模式(BurstMode?)操作或脈沖跳躍操作

LTC3446的降壓型穩(wěn)壓器具有突發(fā)模式操作功能，在輕負載條件下運作時可實現(xiàn)最佳的效率，為此付出的代價是輸出紋波增大，并出現(xiàn)了低于2.25MHz時鐘頻率的開關噪聲。可通過把MODESEL引腳拉至高電平來停用突發(fā)模式操作，這將使LTC3446以2.25MHz的時鐘頻率持續(xù)執(zhí)行開關操作(直至負載非常輕的條件下)，從而根據(jù)要跳過某些脈沖，以維持穩(wěn)壓用途。圖3描繪了降壓型穩(wěn)壓器的效率與負載電流的關系曲線，并且示出了通過在負載電流低于100mA的條件下執(zhí)行突發(fā)模式操作而實現(xiàn)的典型效率提升。

非常低壓差(VLDO)線性穩(wěn)壓器

LTC3446中的VLDO采用了一種NMOS源極跟隨器架構，旨在克服壓差電壓、靜態(tài)電流和負載瞬態(tài)響應之間的傳統(tǒng)折衷問題，這是大多數(shù)pMOS和pNp型LDO穩(wěn)壓器架構中的固有問題。VIN引腳(參閱圖1)僅供應VLDO控制和基準電路所需的微功率偏壓(通常處于單節(jié)鋰離子電池電壓)。實際的負載電流由LVIN引腳供應，該引腳可被連接至降壓型穩(wěn)壓器的輸出。

每個VLDO穩(wěn)壓器供應了一個高準確度輸出，該輸出能夠供應300mA的輸出電流和一個僅70mV的典型壓差電壓(從LVIN至LVOUT)。VIN應超過LVOUT調(diào)節(jié)點達1.4V，以供應足夠柵極驅(qū)動電壓至內(nèi)部NMOS傳輸器件。典型的單節(jié)鋰離子電池工作電壓擴展到低至3.2V，因而可支持高達1.8V的VLDO輸出電壓。

一個電容值為1μF至2.2μF的陶瓷電容器便是進行輸出旁路的全部所需。一個400mV的低基準電壓允許把VLDO穩(wěn)壓器的電壓設置得遠低于LDO穩(wěn)壓器通常可供應的電壓。

電源良好檢測LTC3446包括一個內(nèi)置電源監(jiān)視器。當任何使能輸出偏離其穩(wěn)壓值達±8%以上時，pGOOD漏極開路輸出引腳將被拉至低電平。當所有的使能輸出均位于該容限窗口之內(nèi)時，pGOOD引腳將變至高阻抗狀態(tài)。一個微處理器能夠監(jiān)視該漏極開路輸出引腳，以確定一個最近使能的輸出何時完成了啟動操作。

結(jié)論

LTC3446把一個高效率1A降壓型穩(wěn)壓器和兩個300mAVLDO穩(wěn)壓器集成在一個纖巧的3mmx4mmDFN封裝之中。憑借一個擴展到低至0.4V(用于VLDO穩(wěn)壓器)和0.8V(用于降壓型轉(zhuǎn)換器)的輸出電壓范圍，以及一個涵蓋單節(jié)鋰離子電池電壓范圍至高達5.5V的輸入電壓范圍，LTC3446非常適合于為當今的多電壓、2V以下系統(tǒng)供電。