无码高清在线状态_LTC3675 4mm x 7mm 占板面積的IC可產(chǎn)生7個(gè)穩定輸出并提供一個(gè)能驅動(dòng)兩串LED的驅動(dòng)器>>深圳市永阜康電子有限公司

LTC3675 是一個(gè)節省空間的單芯片電源解決方案，適用于靠單節鋰離子電池運行的多軌應用。其 4mm x 7mm QFN 封裝中含有兩個(gè) 500mA 降壓型穩壓器、兩個(gè) 1A 降壓型穩壓器、一個(gè) 1A 升壓型穩壓器、一個(gè) 1A 降壓-升壓型穩壓器、一個(gè)能以高達 25mA 驅動(dòng)兩串 LED 的升壓型 LED 驅動(dòng)器、以及一個(gè)為內務(wù)處理微處理器供電的始終保持接通的 25mA LDO。所有穩壓器都可通過(guò) I2C 加以控制。圖 1 所示是一個(gè)靠單節鋰離子電池運行的 8 軌解決方案。

圖 1：通過(guò)單個(gè) IC，可用鋰離子電池提供 8 個(gè)電源軌，其中包括一個(gè) LED 驅動(dòng)器。

LTC3675 中的所有電壓穩壓器都是內部補償的單片同步穩壓器。降壓型穩壓器和降壓-升壓型穩壓器可以通過(guò)使能引腳或 I2C 啟動(dòng)，而升壓型穩壓器僅通過(guò) I2C 啟動(dòng)。穩壓器的反饋調節電壓可通過(guò) I2C 設定在 425mV 至 800mV 的范圍內 (以 25mV 步進(jìn))。

每個(gè)穩壓器都提供兩種輕負載工作模式。降壓型穩壓器提供突發(fā)模式 (Burst Mode®) 工作以實(shí)現最高效率，降壓型穩壓器還提供脈沖跳躍模式以實(shí)現更加能可預測的 EMI。升壓型和降壓-升壓型穩壓器提供突發(fā)模式工作和 PWM 模式。每個(gè)穩壓器的工作模式都可以通過(guò) I2C 設定。

這些穩壓器還具有可通過(guò) I2C 在開(kāi)關(guān)邊沿設定轉換率的控制，在開(kāi)關(guān)邊沿處，快速切換可產(chǎn)生更高的效率，而慢速切換可改善 EMI 性能。

LTC3675 中任何兩個(gè)連續編號的降壓型穩壓器都可并聯(lián)連接，以產(chǎn)生具合并的負載電流能力的單個(gè)穩壓器輸出。例如，降壓型穩壓器 1 (能提供 1A 電流) 和穩壓器 2 (能提供 1A) 并聯(lián)起來(lái)，以提供高達 2A 負載電流的單個(gè)降壓型穩壓器。類(lèi)似地，降壓型穩壓器 2 和穩壓器 3 可以并聯(lián)，以產(chǎn)生負載電流能力高達 1.5A 的單個(gè)降壓型穩壓器，降壓型穩壓器 3 和穩壓器 4 可以并聯(lián)，以產(chǎn)生負載電流能力高達 1A 的單個(gè)降壓型穩壓器。

當兩個(gè)降壓型穩壓器并聯(lián)時(shí)，號碼較小的降壓型穩壓器充當主穩壓器，以及控制號碼較大的從屬降壓型穩壓器的功率級。組合降壓型穩壓器的行為方式是通過(guò)主 (號碼較小的) 穩壓器設定的。為了將一個(gè)降壓型穩壓器配置為從屬穩壓器，其反饋引腳必須連接至 VIN，而且主穩壓器和從屬穩壓器的開(kāi)關(guān)節點(diǎn)必須一起短接到一個(gè)共用的電感器。從開(kāi)關(guān)引腳到電感器，主穩壓器和從屬穩壓器的走線(xiàn)阻抗必須保持相同，以在兩個(gè)功率級中得到較好的電流分配。走線(xiàn)阻抗不同可能影響組合降壓型穩壓器的負載能力。

在圖 2 所示應用中，降壓型穩壓器 1 和穩壓器 2 并聯(lián)，其中降壓型穩壓器 1 充當主穩壓器，降壓型穩壓器 2 作為從屬穩壓器。

圖 2：并聯(lián)降壓型穩壓器 1 和穩壓器 2 可提高負載電流能力。利用通常用來(lái)驅動(dòng) LED 串的升壓型穩壓器產(chǎn)生 12V 輸出。

LED 驅動(dòng)器能驅動(dòng)兩個(gè) LED 串，每串的 LED 數目可多達 10 個(gè)。LED 驅動(dòng)器可以另行配置為高壓升壓型穩壓器。

當為驅動(dòng)兩個(gè) LED 串的驅動(dòng)器配置時(shí)，LED 1 或 LED 2 引腳中電壓較低的引腳是穩定點(diǎn)。在圖 1 中，LED_FS 引腳上的 20k 電阻器將 LED 的滿(mǎn)標度電流設定為 25mA。在這個(gè)電流值上，兩個(gè) LED 串之間實(shí)現了好于 1% 的匹配。自動(dòng)分級電路允許 LED 電流以用戶(hù)設定的速率改變。

就要求 LED 偏置到高于 25mA 電流的應用而言，通過(guò) I2C 設定編程寄存器中的一個(gè)位，所設定的電流就可以加倍。就 20k LED_FS 電阻器而言，設定這個(gè)位，就設定了 50mA 的滿(mǎn)標度電流。以這種模式使用時(shí)，輸出電壓限定為 20V。

利用 I2C 命令，可以將 LED 驅動(dòng)器配置為以高壓升壓型穩壓器工作。LED_OV 引腳充當反饋引腳。高達 40V 的輸出電壓可以用外部電阻器設定。在圖 2 中，LED 驅動(dòng)器配置為升壓型穩壓器，提供 12V 輸出。為了保持穩定性，平均電感器電流不得超過(guò) 750mA。就一個(gè) 12V 輸出而言，在整個(gè)輸入電壓范圍內，可以提供高達 150mA 的負載電流。

LTC3675 可以利用 ONB 引腳加電或斷電。與 ONB、RSTB 和 WAKE 引腳有關(guān)的時(shí)序都由 CT 電容器設定。在以下討論中，假定 CT 電容器的值是 0.01μF。

利用按鈕接口和精確的使能門(mén)限，可以順序啟動(dòng)穩壓器。當所有穩壓器都斷開(kāi)時(shí)，使能引腳門(mén)限為 650mV。一個(gè)穩壓器一旦通過(guò) I2C 或其使能引腳啟動(dòng)，那么其余使能引腳的門(mén)限就設定為精確的 400mV。這允許實(shí)現控制良好的順序加電。

初始加電之后，如果沒(méi)有穩壓器尚未啟動(dòng)，那么就保持 ONB 引腳為低并持續 400ms，這將使 WAKE 引腳變高并持續 5 秒。WAKE 引腳可以硬連接到一個(gè)使能引腳，以給任何單獨的穩壓器加電，然后該穩壓器的輸出可以用來(lái)給另一個(gè)穩壓器加電。LTC3675 能以這種方式順序加電，如圖 3 所示。圖 4 所示是降壓型穩壓器 1、接下來(lái)是降壓型穩壓器 2、然后是降壓型穩壓器 3 的順序加電。在 WAKE 引腳變?yōu)?/span> LOW 之前，必須寫(xiě)入一條 I2C 命令，以強調降壓型穩壓器 1 的已啟動(dòng)狀態(tài)。否則，當 WAKE 引腳被拉低時(shí)，降壓型穩壓器 1 關(guān)斷，從而引起降壓型穩壓器 2 和穩壓器 3 也斷電。

如果 LTC3675 有一個(gè)或更多個(gè)穩壓器已啟動(dòng)，那么按下 ONB 引腳上的按鈕，并持續 5 秒鐘，就產(chǎn)生一次硬復位。硬復位使所有已啟動(dòng)的穩壓器斷電并持續 1 秒鐘。1 秒鐘之后，退出硬復位狀態(tài)，而且 I2C 寄存器全都設定為缺省狀態(tài)。還可以通過(guò) I2C 命令利用 RESET_ALL 位產(chǎn)生硬復位。

一旦 LTC3675 處于 ON 狀態(tài)，那么 PBSTAT 引腳就反應 ONB 引腳的狀態(tài)。在初始加電時(shí)，如果 ONB 引腳被拉低，而且所有穩壓器都斷開(kāi)，那么 PBSTAT 就保持在高阻抗狀態(tài)。如果某個(gè)穩壓器被啟動(dòng)，那么 ONB 變低并持續至少 50ms，并使 PBSTAT 也變低。

I2C 的特點(diǎn)

I2C接口通過(guò) 11 個(gè)程序寄存器和兩個(gè)狀態(tài)寄存器提供可編程性和狀態(tài)報告�？梢栽谌魏螘r(shí)間讀取這些寄存器的內容，以確保正確工作。

每個(gè)開(kāi)關(guān)穩壓器都與單個(gè)程序寄存器有關(guān)，而 LED 驅動(dòng)器由兩個(gè)程序寄存器控制。UVOT 程序寄存器用來(lái)選擇 8 個(gè)預置欠壓報警門(mén)限之一和 3 個(gè)預置芯片溫度報警門(mén)限之一。

如果已經(jīng)發(fā)生了故障，那么 I2C 端口也用來(lái)復位 IRQB 引腳和鎖存的狀態(tài)寄存器位。

錯誤情況報告 —— 利用 RSTB 引腳實(shí)現加電復位

當報告錯誤情況時(shí)，LTC3675 的 RSTB 和 IRQB 引腳被拉低，否則這兩個(gè)引腳保持高阻抗狀態(tài)。所報告的錯誤情況包括失穩輸出電壓、輸入欠壓和過(guò)熱警報。

每個(gè)穩壓器都有一個(gè)內部電源良好 (PGOOD) 信號，該信號指示輸出電壓狀態(tài)。如果穩壓器已啟動(dòng)，且輸出電壓比設定值低 7.5% 以上，那么穩壓器的輸出電壓就被定義為不良。PGOOD 位設定為零，表明輸出電壓不良。LED 驅動(dòng)器僅當配置為高壓升壓型穩壓器時(shí)，才使用其 PGOOD 信號。

如果沒(méi)有屏蔽，那么 PGOOD 位變低將拉低 RSTB 引腳。錯誤情況清除以后，RSTB 引腳返回高阻抗狀態(tài)。通過(guò)設定 RSTB 屏蔽寄存器，用戶(hù)可以有選擇地屏蔽某種錯誤情況，以在該錯誤發(fā)生時(shí)，不拉低 RSTB 引腳。例如，如果升壓型穩壓器已啟動(dòng)，但用戶(hù)不需要知道其輸出的狀態(tài)，那么用戶(hù)就可以設定 RSTB 屏蔽寄存器，以在該升壓型寄存器的輸出不良時(shí)，使 RSTB 引腳不被拉低。

RSTB 引腳可以用來(lái)實(shí)現加電復位功能。某個(gè)穩壓器啟動(dòng)以后，RSTB 引腳被拉低，并保持低電平狀態(tài)，直到該穩壓器的輸出電壓高于 PGOOD 門(mén)限并持續 200ms 為止。之后，RSTB 引腳返回到高阻抗狀態(tài)。上述例子假定，RSTB 屏蔽寄存器中的內容設定為，允許已啟動(dòng)穩壓器的 PGOOD 信號拉低 RSTB 引腳。

當發(fā)生錯誤時(shí)，IRQB 引腳也被拉低，并保持低電平，即使錯誤狀況得到糾正也不變。IRQB 引腳是利用 I2C 命令清除的。除了報告不良的穩壓器輸出電壓，如果超過(guò)輸入欠壓或過(guò)熱報警門(mén)限二者之一，IRQB 引腳也被拉低。通過(guò)設定 IRQB 屏蔽寄存器，可以有選擇地屏蔽導致 IRQB 引腳被拉低的錯誤情況。輸入欠壓警報和過(guò)熱警報不可屏蔽。

實(shí)時(shí)狀態(tài)寄存器和鎖存狀態(tài)寄存器中的數據準確揭示故障本質(zhì)。當錯誤情況改變時(shí)，實(shí)時(shí)狀態(tài)寄存器中錯誤報告位的狀態(tài)也隨之改變。當未屏蔽錯誤情況發(fā)生時(shí)，鎖存狀態(tài)寄存器的信息是鎖定的，在鎖定事件后，該寄存器中的內容不再變化。在 IRQB 清除命令生效時(shí)，清除鎖存狀態(tài)寄存器中的內容。

輸入欠壓故障報警和停機

LTC3675 能在輸入電壓低至 2.7V 時(shí)工作。然而，在鋰離子電池一路放電至 2.7V 期間，其他器件也許需要停機或進(jìn)入低功率狀態(tài)。LTC3675 提供一個(gè)輸入欠壓報警信號，其門(mén)限可通過(guò) I2C 設定為 8 個(gè)電平之一。當輸入電壓降至設定的門(mén)限電壓時(shí)，IRQB 引腳被拉低，表明出現了故障。狀態(tài)寄存器可讀以確定故障，并采取任何所需的糾正措施。

LTC3675 還提供輸入欠壓停機功能，如果輸入電源電壓降至低于 2.45V，那么就關(guān)斷所有已啟動(dòng)的穩壓器。程序寄存器中的內容被復位到缺省狀態(tài)。一旦輸入電壓升高到超過(guò) 2.55V，就恢復工作。

過(guò)熱故障報警和停機

LTC3675 占用非常小的電路板空間，但能提供超過(guò) 15W 的輸出功率。即使是其高效率穩壓器，總的效率損失也會(huì )產(chǎn)生熱量，這會(huì )提高芯片的溫度。為了保護芯片和其他組件，LTC3675 提供 4 個(gè)可通過(guò) I2C 選擇的芯片溫度報警門(mén)限。當芯片溫度超過(guò)選定的報警門(mén)限時(shí)，IRQB 引腳拉低。如果有警報，那么狀態(tài)寄存器就可讀以確定故障原因。

如果芯片溫度超過(guò) 150oC，那么所有已啟動(dòng)的穩壓器都停機，程序寄存器復位到缺省狀態(tài)。一旦芯片溫度降至低于 135oC，就恢復工作。

結論

LTC3675 非常適用于要求用單節鋰離子電池提供多個(gè)電源軌的應用。6 個(gè)穩壓器加上一個(gè)驅動(dòng)兩個(gè) LED 串的驅動(dòng)器，使 LTC3675 有別于同類(lèi)電源管理解決方案�？赏ㄟ^(guò) I2C 編程以及故障報告使設計師能以高效率使用電池功率，從而最大限度地延長(cháng)電池運行時(shí)間，同時(shí)還可實(shí)現熱量管理。LTC3675 采用節省空間的 4mm x 7mm QFN 封裝。