范围广泛的4V 至36V 汽车电池面临的严酷现实

        面向汽车应用的 DC/DC 转换器必须在极端环境中工作。输入瞬态可能超过标称电池电压 5 倍，并持续数百毫秒，同时引擎罩内的温度可能急剧升高到远远超出典型商用级 IC 所能承受的范围。在这种严酷的环境中，空间紧缺，因此即使最强大的器件也必须执行多种功能。

　　LT3694 / LT3694-1 采用紧凑的 4mm x 5mm QFN 封装或耐热增强型 TSSOP 封装，兼有 2.6A 开关稳压器和两个低压差线性稳压器，可满足这些苛刻的要求。该开关稳压器仅需要单个电感器，具一个内部电源开关、逐周期限流和跟踪 / 软启动控制功能。每个 LDO 仅需要一个外部 NPN 通路晶体管，并具折返电流限制和跟踪 / 软启动控制能力。当 VIN 超过 38V 时，内部过压检测器关闭该开关稳压器，从而保护了开关和肖特基整流器。这允许该器件的 VIN 引脚承受高达 70V 的瞬态，而不会损坏器件本身或整流器。

　　4V 至 36V 输入的开关稳压器

　　LT3694 / LT3694-1 包括一个 36V 单片开关稳压器，该稳压器能从低至 4V 的输入电压提供高达 2.6A 的输出电流。输出电压可设定为与 0.75V 的反馈基准一样低。

　　该稳压器采用电流模式、恒定频率架构，这种架构可保持简单的环路补偿。外部补偿允许定制环路带宽、瞬态响应和相位裕度。

　　两个低压差线性稳压器

　　LT3694 / LT3694-1 包括两个 LDO 线性稳压器，这些稳压器运用一个外部 NPN 通路晶体管来提供高达 0.5A 的输出电流。基极驱动可向通路晶体管提供高达 10mA 的基极电流，而且是限流的。LDO 是内部补偿的，用 2.2uF 或更大的输出电容可稳定。LDO 与开关稳压器使用同一个 0.75V 基准。

　　如果 BIAS 引脚至少比 DRIVE 引脚电压高 0.9V，那么 LDO 就从 BIAS 引脚吸取驱动电流，否则 LDO 就从 VIN 吸取驱动电流。这降低了 LDO 的功耗，尤其是当 VIN 相对较高时。

　　通过监视 NPN 通路晶体管集电极上的检测电阻，LDO 实现了折返电流限制。初始门限设定为 60mV，但随着 VFB 下降而折返，直到 VFB = 0、门限为 26mV 为止。0.1Ω 的检测电阻器将工作电流限制设定为 600mA，但短路电流限制降至 260mA。这在短路输出时，降低了通路晶体管的功耗。

　　图 1：LT3694 / LT3694-1 用于一个宽输入范围、3 个输出的应用。

　　6.3V TO 36V：3.6V 至 36V

　　TRANSIENT TO 70V;瞬态达 70V

　　通过以至少 30uA 的电流将 FB 引脚拉到高于 1.25V，可以关断 LDO。如果需要对 LDO 进行独立控制，就可以通过将其 TRK/SS 引脚拉低，强制每个 LDO 的输出等于 0V。如果需要跟踪或软启动功能，就使用一个与下面介绍的跟踪或软启动电路并联的开漏输出。如果不需要跟踪和软启动，那么一个具 1kΩ 串联电阻器的标准 CMOS 输出 (1.8V 至 5V) 就可以很好地完成工作了。

　　跟踪 / 软启动控制

　　降压型稳压器和每个 LDO 都有自己的跟踪 / 软启动 (TRK/SS) 引脚。当这个引脚低于 0.75V 基准时，稳压器强制其反馈引脚等于 TRK/SS 引脚电压而不是基准电压。TRK/SS 引脚有一个 3uA 的上拉电流源。

　　软启动功能需要一个从 TRK/SS 引脚到地的电容器。启动时，这个电容器为 0V，这降至稳压器的输出为 0V。电流源缓慢地给该电容器充电，使其电压上升，同时稳压器的输出也成比例地斜坡上升。一旦电容器电压达到 0.75V，稳压器就锁定到内部基准而不是 TRK/SS 电压上。任何停机事件 (过压、温度过高、欠压) 一发生，TRK/SS 引脚就被拉低，以给软启动电容器放电。

　　图 2：比例跟踪波形

　　200us/DIV：每格 200us

　　图 3：开关稳压器效率

　　EFFICIENCY：效率

　　通过将从属稳压器的 TRK/SS 引脚连接到一个从主稳压器输出的电阻器分压器上，可以实现跟踪功能。主稳压器运用一个如前所述的普通软启动电容器，以产生控制其他稳压器的启动斜坡。电阻器分压比设定跟踪类型，或者是一致跟踪 (分压比等于从属反馈分压器的分压比)，或者是比例跟踪 (分压比等于主反馈分压器的分压比加上一个小的偏移)。TRK/SS 引脚还可以一起连接到单个电容器上，以提供比例跟踪，但是只有当 LDO 没有通过拉高 FB 引脚而关断 (参见上面“两个低压差线性稳压器”一节) 时，才能这么做。

　　使能和欠压保护

　　LT3694 / LT3694-1 利用 EN/UVLO 引脚提供使能和用户可编程的欠压闭锁功能。欠压闭锁可以防止受到脉冲展宽的影响。该功能还可以保护输入源免受过大电流的影响，因为降压型稳压器是一种恒定功率负载，当输入源为低电平时，吸取更大的电流。当发生跳变时，欠压闭锁关断所有 3 个稳压器。

　　这两种功能都使用 EN/UVLO 输入端的一对内置的比较器。使能比较器具 0.5V 门限，并启动 LT3694 / LT3694-1 内部的偏置电路。当 EN/UVLO 低于使能门限时，LT3694 / LT3694-1 处于关断状态，在 12V 输入时吸取不到 1uA 电流。欠压比较器具 1.2V 门限，并有 2uA 的迟滞。UVLO 迟滞是一种电流吸收器，当 EN/UVLO 降至低于 1.2V 门限时启动。从 VIN 到 EN/UVLO 输入的电阻器分压器设定跳变电压和迟滞。欠压门限随温度变化保持很好的准确度，以实现对跳变电压的严格控制。如果该功能未使用，那么 EN/UVLO 引脚应该连接到 VIN。

　　频率控制

　　开关频率从 250kHz 到 2.5MHz 是可调的，用连接到 RT 引脚的单个电阻器设定。较高的频率允许使用较小的电感器和电容器，但是消耗更多功率，且由于最短接通和断开时间限制，导致可允许的降压范围较小。

　　我们在这里可以看到 LT3694 和 LT3694-1 之间的差别。LT3694 的开关频率可以同步至一个连接到 SYNC 引脚的外部时钟。RT 引脚上的电阻器应该设定为能提供一个比同步频率低 20% 的自由运行频率。LT3694-1 用 CLKOUT 引脚取代了 SYNC 引脚，从而允许 LT3694-1 用作主时钟，以同步其他开关稳压器。CLKOUT 产生一个以约 50% 占空比运行的时钟信号。

　　具电压跟踪的 3 输出转换器

　　图 1 显示了一个具 6.3V 至 36V 宽输入范围的转换器，该转换器产生 3 个输出：5V、3.3V 和 2.5V。通过对一个公共的 TRK/SS 的设定，这些输出可以实现比例跟踪。图 2 显示了 3 个输出的启动波形和使能信号。图 3 显示了开关稳压器在不同输入电压时的效率。

　　结论

　　LT3694 / LT3694-1 在一个纤巧的 4mm x 5mm QFN 或 20 引线 TSSOP 封装中包括 3 个稳压器，提供了坚固和紧凑的电源解决方案。一个稳压器是高效率开关稳压器，其他两个是低噪声、低压差线性稳压器。仅需要几个小型外部组件，就可以建立一个极度紧凑的 3 输出解决方案。