（三）突發(fā)模式操作

在突發(fā)模式下，LTC3785 向輸出提供能量直到達(dá)到調(diào)節(jié)狀態(tài)，然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此時(shí)輸出關(guān)閉，IC 僅消耗 86μA 電流。輸出紋波具有可變頻率成分，取決于負(fù)載電流。

（四）Vcc 調(diào)節(jié)器

內(nèi)部 P 溝道低壓差調(diào)節(jié)器從 VIN 引腳產(chǎn)生 4.35V 的 VCC 電壓，為驅(qū)動(dòng)器和內(nèi)部電路供電。VCC 引腳必須通過至少 4.7μF 的陶瓷電容旁路到地，以提供 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器所需的高瞬態(tài)電流。

（五）頂部 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器電源

連接到 (V{BST 1}) 和 (V{BST 2}) 引腳的外部自舉電容為頂部 MOSFET 開關(guān)提供柵極驅(qū)動(dòng)電壓。

（六）過壓和欠壓保護(hù)

LTC3785 內(nèi)置過壓和欠壓保護(hù)功能，通過 VSENSE 引腳檢測(cè)電壓。過壓閾值為參考電壓的 110%，欠壓閾值為 93.5%，具有 1.5% 的滯后。

（七）正向電流限制

通過采樣 MOSFET A 導(dǎo)通時(shí)的電壓來檢測(cè)輸入電流，電流限制閾值可通過 ILSET 引腳的電阻進(jìn)行編程。當(dāng)電流超過閾值時(shí)，F(xiàn)B 引腳會(huì)輸出電流以控制電壓環(huán)路，降低輸出電壓以調(diào)節(jié)輸入電流。

（八）反向電流限制

通過 CCM 引腳可設(shè)置是否允許全 D 類操作或控制反向電流。當(dāng) CCM 引腳為低電平時(shí)，僅允許輸出開關(guān) D 兩端有 -15mV 的電壓。

五、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）電感選擇

電感的選擇對(duì)于 LTC3785 的性能至關(guān)重要。電感電流紋波通常設(shè)置為最大電感電流的 20% 至 40%。在升壓模式和降壓模式下，電感值的計(jì)算公式不同：

• 升壓模式：(L>frac{V{IN(MIN) }^{2} cdotleft(V{OUT }-V{IN(MIN) }right) cdot 100}{f cdot I{OUT(MAX) } cdot % Ripple cdot V_{OUT }^{2}})
• 降壓模式：(L>frac{V{OUT } cdotleft(V{IN(MAX) }-V{OUT }right) cdot 100}{f cdot I{OUT(MAX) } cdot % Ripple cdot V_{IN(MAX) }})

同時(shí)，應(yīng)選擇具有高頻核心材料、低 ESR 和能夠承受峰值電感電流而不飽和的電感。

（二）輸入和輸出電容選擇

輸入電容 (C{IN}) 在降壓模式下用于過濾輸入方波電流，應(yīng)選擇低 ESR 電容，并根據(jù)最大 RMS 電流進(jìn)行選型。輸出電容 (C{OUT}) 在升壓模式下用于降低輸出電壓紋波，需要考慮 ESR 和大容量電容的影響。

（三）功率 N 溝道 MOSFET 選擇

LTC3785 需要四個(gè)外部 N 溝道功率 MOSFET，應(yīng)選擇具有合適擊穿電壓、閾值電壓、導(dǎo)通電阻、反向傳輸電容和最大電流的 MOSFET。同時(shí)，需要計(jì)算每個(gè)開關(guān)的功率損耗，以確保其工作在安全溫度范圍內(nèi)。

（四）肖特基二極管選擇

可選的肖特基二極管 D1 和 D2 用于防止同步開關(guān) B 和 D 的體二極管在死區(qū)時(shí)間導(dǎo)通，提高轉(zhuǎn)換器效率并降低開關(guān) C 的電壓應(yīng)力。

（五）反饋環(huán)路閉合

LTC3785 采用電壓模式控制，控制到輸出的增益在降壓和升壓模式下不同。輸出濾波器具有雙極點(diǎn)響應(yīng)和零點(diǎn)，需要通過補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來穩(wěn)定環(huán)路。簡(jiǎn)單的 Type I 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)可用于穩(wěn)定環(huán)路，但帶寬和瞬態(tài)響應(yīng)較差；Type III 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)更高的帶寬和更好的瞬態(tài)響應(yīng)。

（六）效率考慮

LTC3785 應(yīng)用電路中的主要損耗源包括 DC (I^{2}R) 損耗、過渡損耗、(C{IN}) 和 (C{OUT}) 損耗、其他損耗以及 (V_{CC}) 調(diào)節(jié)器損耗。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)分析各個(gè)損耗源，采取相應(yīng)措施提高效率。

六、設(shè)計(jì)示例

以 (V{IN }=2.7 ~V) 至 10V，(V{OUT }=3.3 ~V)，(I_{OUT(MAX) }=3 ~A)，(f=500 kHz) 為例，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算：

1. 電感值確定：根據(jù)電感選擇公式，計(jì)算得到在降壓模式下的電感值需求較大，選擇標(biāo)準(zhǔn)電感值 3.3μH。
2. 電感類型選擇：計(jì)算出最高電感電流，為了限制電感 ESR 的最大效率損失，選擇合適的電感，如 Coiltronics CD1 - 3R8。
3. MOSFET 選擇：選擇合適的 MOSFET，如 Siliconix Si7940DP，并計(jì)算每個(gè)開關(guān)的功率損耗和結(jié)溫，確保其工作在安全范圍內(nèi)。
4. 最大電流限制設(shè)置：根據(jù)公式計(jì)算出 (R_{ILSET }) 的值為 42kΩ。
5. 輸入和輸出電容選擇：輸入電容應(yīng)過濾電流紋波，輸出電容應(yīng)根據(jù)環(huán)路響應(yīng)、最大負(fù)載瞬態(tài)和允許的瞬態(tài)響應(yīng)進(jìn)行選擇。

七、PCB 布局要點(diǎn)

PCB 布局對(duì)于 LTC3785 的性能和可靠性至關(guān)重要。以下是一些布局要點(diǎn)：

1. 專用接地平面：使用專用的接地平面層，避免在該層上布線，并使其盡可能靠近功率 MOSFET 層。
2. 元件布局：將 (C{IN})、開關(guān) A、開關(guān) B 和 D1 放置在一個(gè)緊湊的區(qū)域，將 (C{OUT})、開關(guān) C、開關(guān) D 和 D2 放置在另一個(gè)緊湊的區(qū)域。
3. 連接方式：使用立即過孔將元件連接到接地平面，每個(gè)功率元件使用多個(gè)大過孔。
4. 信號(hào)和電源接地分離：將信號(hào)和電源接地分離，所有小信號(hào)元件應(yīng)在一點(diǎn)返回 GND 引腳。
5. 避免干擾：保持高 dV/dT 節(jié)點(diǎn)（如 SW1、SW2、VBST1、VBST2、TG1 和 TG2）遠(yuǎn)離敏感小信號(hào)節(jié)點(diǎn)。

八、總結(jié)

LTC3785 是一款功能強(qiáng)大的同步降壓 - 升壓控制器，具有高效率、大輸出電流、多種保護(hù)功能和可編程特性。在設(shè)計(jì)應(yīng)用電路時(shí)，需要綜合考慮電感、電容、MOSFET、二極管等元件的選擇，以及 PCB 布局等因素，以確保系統(tǒng)的性能和可靠性。希望本文對(duì)電子工程師在使用 LTC3785 進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)有所幫助。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似的電源管理問題？你是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。