用于数字集成电路电源的双线性调节器，实现动态输出调整和净空优化
文章：Andy Radosevich
LT3072双2.5A线性稳压器满足数字IC电源的挑战需求，同时允许硬件无关的输出电压调整。
低dropout (LDO)线性稳压器通常用于为处理器核心和通信电路提供清洁电力。在这些应用中，LDO稳压器被专门使用，因为处理器和功率放大器对电源输出噪声和负载瞬态响应有严格的性能要求。通常，这些电路需要一个LDO稳压器，它可以很好地适应每个IC的额定电流和轨道，以使解决方案的尺寸最小。
通常，LDO稳压器需要硬件修改以调整其输出电压，但如果规格不断变化，电路板和组件变化可能会增加显着的开发时间。在这种应用中，具有软件可编程输出电压的LDO调节器可以节省时间和成本。
然而，LDO调节器输出的软件控制仅解决了部分问题。LDO调节器通常用作开关调节器的POSTREGULATOR。从LDO调节器的角度来看，开关调节器通常用于在进入线性稳压器之前进行预测输入电源。理想情况下，开关调节器的输出仅具有适量的余量 - 高于LDO调节器的丢弃电压 - 以便LDO调节器在其最有效的区域中运行，并且优化瞬态响应。为了将最佳输入电压保持在LDO调节器，开关调节器的输出必须使用LDO调节器的输出进行调整。同样，这最好完成而不会产生昂贵的硬件修改。
这LT3072双重2.5线性调节器符合数字IC电源的具有挑战性的需求，同时允许硬件无关的输出电压调节，即使LT3072遵循预制器输入电源。LT3072采用Ultrafast™瞬态响应和80 mV的低压差电压，使其在载荷快速变化时容易产生紧密的电源电压。
LT3072的低12μVrms输出噪声和超快瞬态响应仅具有10μF（1μF+2.2μF+6.8μF）的输出电容。低噪声对于通信或传感器电路非常重要，以保持其高性能。
LT3072整合了两个完全独立的2.5A LDO调节器在一个单一的包。LT3072的0.6V到2.5V的输出电压范围足够为广泛的数字IC轨供电。每个通道的输出电压是通过在lt3072上设置几个三态引脚来编程的，这种方法可以很容易地通过跳线、微控制器或电力系统管理(PSM) IC执行。
具有低噪声和超快瞬态响应的可编程双输出
图1显示了适用于具有严格电源要求的数字IC负载的独立电路中的LT3072。电源规范的一个重要组成部分是能够快速响应促进瞬态的能力，如LT3072的超快瞬态响应所示，如图2所示。
每个输出值由三个三态引脚编程:VO1B2、VO1B1、VO1B0和VO2B2、VO2B1、VO2B0。每个三态引脚都可以通过接地、浮动或施加电压来设置。通过这种方式，输出可编程从0.6 V到2.5 V。
除了设置标称编程电压外，边距输入还允许围绕编程输出电压进行额外的±10％。相应的输入电压可以低至200mV高于2.5 V和0.6V输出电压，或略高，以优化用于瞬态响应性能的余量。输出电压状态由PWRGD引脚表示，并且有针模拟监控输出电流的引脚，也可以编程±7％精确的输出电流限制。还有一个用于模拟监测模芯温度的销。
图1:2.5A LT3072的超快负载瞬态响应、12µV rms输出噪声、80mV压降特性，满足了对功率要求严格的数字集成电路的需求。在该原理图中，三态VO1B2-0和VO2B2-0引脚分别固定OUT1 ~ 2.5V和OUT2 ~ 0.6V，但可以通过改变这些引脚的状态来改变输出电压，从而实现LT3072的软件控制，而无需耗时和昂贵的硬件修改。
图2:LT3072单个输出的超快瞬态响应显示在微秒内稳定，只有10µF(1µF + 2.2µF + 6.8µF)的输出电容。中间的痕迹显示附加电容可以用来限制偏移幅度，但与稍长的稳定时间。
预调节器的动态控制
LT3072可以动态控制它之前的切换器的输出。这使得实时调整LDO调节器的输出电压，同时保持其输入电压在一个水平，以保持高效率和快速负载瞬态响应。
图3中的LT3072的预制器供应是LT8616-A 42V，双1.5A / 2.5A同步整体降压稳压器。此设置可以接受单个3.6V至42V系统输入电压范围。在该解决方案中，LT3072 Out1的可编程输出范围为0.6V至1.8V。OUT1通道使用VIOC来控制相应的LT8616输出，以使LDO调节器在最佳效率和瞬态响应转换区域工作。OUT1可以使用VO1B2-1引脚动态调整为0.6V至1.8V。
Out1线性稳压器通道的电流限制设定为1.8A，略高于LT8616通道1. Out2的1.5A最大输出电流在0.6V下固定，具有2.5A，具有3A电流限制。
这LT3008-3.3.为LT3072提供偏见。LT8616的PG2（功率良好）引脚在LT3072启动之前提供了轻微的延迟。图4显示了动态控制调节LDO调节器输入的交换机通道的LT3072。
图3:LT3072的IN1和IN2是由双通道降压LT8616预调节的。LT3072的VOIC1和LT8616的TR/SS1之间的连接允许LT3072动态预调节其IN1输入，从而获得最高的效率和负载瞬态性能，同时允许在不改变硬件的情况下调整LT3072输出电压。
图4：图3中的电路动态测试。迹线显示软件施加的变化如何变为三态引脚，VO1B2和VO1B1（VO1B0接地），导致LT3072 Out1处的电压调节。依次动态地控制LT8616通道1输出的LT8616通道1输出，该输出将LDO稳压器的IN1输入进行了调整。通过这种方式，LDO调节器IN1的电压仍然是LDO调节器OUT1-A电压差的固定量，导致最高效率和最佳负载瞬态性能 - 所有内容都没有对硬件的任何更改。
结论
用于数字集成电路功率的LT3072双LDO稳压器具有两个低噪声通道，具有超快负载瞬态响应。两个输出电压通过设置几个三态引脚来编程，不需要电阻。当LT3072的输入电源是预稳压器时，可以使用LT3072 VIOC函数来控制输入电源，允许输出电压编程的动态变化，而不牺牲瞬态响应性能或效率。
关于作者
安迪Radosevich是一名高级应用工程师，采用模拟设备，通过LineArtm非分层，DC-DC开关和线性电压和电流调节器配套电源。安迪收到了M.S.E.E.从圣何塞州立大学，专业从事电力电子。他还在运动控制和光线中具有背景技术。安迪是一个狂热的公共交通通勤者，经常乘坐公共汽车到硅谷工程事件。他可以到达Andrew.radosevich@analog.com.。