新型集成电路简化嵌入式POL DC/DC转换器设计

LTC3770 工作细节
在一般工作情况下，高端的 MOSFET 按照由单次计时器决定的固定时间间隔接通。当高端的 MOSFET断开时，低端的 MOSFET 接通，直到电流比较器 ICMP 跳变为止，然后再重新启动单次计时器并启动下一个周期。通过用检测电阻或低端MOSFET 的导通电阻来检测SENSE+（SSOP 封装上为 PGND）和 SENSE－（SSOP封装上为SW）引脚之间的电压以决定电感器电流。ITH引脚上的电压按照电感器谷值电流设置相对应的比较器门限。误差放大器EA 通过比较反馈信号 VFB 和由 VREFIN引脚设置的基准电压来调节这个电压。如果负载电流增大，那么反馈电压相对基准电压会下降。然后 ITH电压会上升，直到电感器平均电流再次与负载电流相等为止。
在低负载电流时，电感器电流可以降至零并变为负值。反向电流比较器 IREV 检测出这种变化之后关闭M2，从而引起断续工作。两个开关将保持关状态，由输出电容器为负载供电，直到 ITH电压上升到高于零电流水平（0.75V）以启动另一个周期为止。PFB 引脚低于 0.6V 时，比较器 F禁止以断续模式工作，强制以连续同步模式工作。
工作频率完全由高端 MOSFET的接通时间和保持电压稳定所需的占空比决定。单次计时器产生与理想占空比成正比的接通时间，因此可保持VIN有变化时频率近似恒定。标称频率可以用外部电阻器RON来调节。
内部25ms电源不良时标定时器到期以后，如果输出反馈电压在稳压点附近存在±10%的窗口，那么过压和欠压比较器 OV 和 UV 就会把 PGOOD 输出拉低。此外，在过压情况下，M1 断开，M2立即接通并保持接通状态直到过压状态消失为止。
如果输出对地短路，就提供折返电流限制。随着VFB下降，被缓冲的电流门限电压ITHB被拉低并箝位到0.9V。在VFB 接近 0V 时，这可将电感器谷值电流降低至值的 1/10。在启动时禁止折返电流限制。
LTC3770 的裕度是电阻可编程的。放置在可编程裕度输入引脚和地之间的电阻设置裕度电流。这个电流与VREFOUT 和 VREFIN 引脚之间的电阻相乘，设置并决定裕度电压偏移。此外，裕度功能的 MSB 和LSB
逻辑输入共同决定该集成电路是处于高裕度、低裕度还是无裕度状态。就需要在测试期间改变电源电压以给系统增加压力的用户而言，这个功能尤其有用。
LTC3770
能用电容器自己实现软启动或跟踪另一个电源的输出。把这个器件配置成自己实现软启动时，要把一个电容器连接到TRACK/SS 引脚。如果 RUN 引脚电压低于 1.5V，那么 LTC3770就被置为低静态电流关断状态。在关断状态，TRACK/SS 引脚被主动地拉低电平。一旦 RUN 引脚电压高于 1.5V，LTC3770 就被加电。然后，1.4mA 的软启动电流开始对软启动电容器CSS充电。为了以软启动模式工作，引脚 Z1 必须接地。　
当这个器件配置成跟踪另一个电源时，另一个电源的反馈电压由一个电阻分压器复制并加到 TRACK/SS引脚上。在这种情况下，引脚 Z1 应该连接到 INTVCC上，以在这一模式中关断软启动电流。因此，这个引脚上的电压斜坡率由另一个电源输出电压的斜坡率决定。

其它新型集成电路解决方案
凌特公司近推出的 LTC3418是一个非常适用于嵌入式系统的集成电路。它是采用恒定频率和电流模式架构的4MHz单片同步降压型DC/DC转换器。它用2.25V~5.5V的输入电压工作，具有0.8V~5V的稳定输出电压，同时提供高达8A的输出电流。开关频率由外部电阻设置或与外部时钟同步。OPTI-LOOP补偿在非常宽的负载和输出电容器范围内优化瞬态响应。
凌特公司还将推出适合总线转换器应用的集成电路，例如LTC3706，这是一款面向同步正激式转换器的多相（PolyPhase）副端控制器
。当与凌特公司的 LTC3705栅极驱动器和主端控制器一道使用时，这种组合将造就一个集多相操作性能和副端控制速度于一身的完整隔离电源。
LTC3706 简化了高效率副端正激转换器的设计。LTC3705和LTC3706形成了一个坚固和自启动转换器，这个转换器无需副端控制应用常用的独立偏置稳压器。此外，一个专有电路还通过单个纤巧型脉冲变压器对栅极驱动信号以及隔离势垒两端的DC偏置电源进行多路转换。
一个引人注意而用于POL系统应用的集成电路是LTC3736-1，它是两相双路同步降压型开关控制器，具有驱动外部互补功率MOSFET的跟踪功能。由于其恒定频率和具有MOSFETVDS检测功能的电流模式架构，无需电流检测电阻，这降低了成本并提高了效率。让两个控制器不同相地工作，限度地降低了功率损耗和由输入电容器的
ESR 引起的噪声。
LTC3736-1 独特的扩展频谱架构允许在 450kHz ~ 580kHz范围内随机改变开关频率，极大地降低了输入和输出电源的峰值辐射和传导噪声。这使其更容易符合国际 EMI标准。脉冲跳跃工作模式提高了轻负载时的效率，而 100% 占空比能力允许低压差工作。

小结
由于受到给定机箱内空间和冷却能力有限等多种制约，以及为提高系统可靠性而需要正确的电源跟踪，嵌入式系统 POLDC/DC转换器的设计师们面临着很多挑战。尽管存在大量的制约因素，但是凌特公司近推出的多种稳压器仍然能够组成简单、小巧、高效和功能丰富的解决方案。