（三）低紋波架構與高效性能

• 采用低紋波降壓 - 升壓架構，確保輸出電壓的穩定性。
• 具有可編程軟啟動和 (V_{IN}) 欠壓鎖定（UVLO）功能，提高了系統的可靠性。
• 支持突發模式（Burst Mode），在輕負載時靜態電流僅為15μA，實現了高效的電源轉換。

（四）小巧輕薄的封裝

• 采用3.5mm × 4mm × 1.25mm的超薄LGA封裝，節省了電路板空間，適合對尺寸要求較高的應用。

三、應用領域

LTM4693的出色性能使其在多個領域都有廣泛的應用：

• 電信與數據通信：適用于光模塊等設備，為其提供穩定的電源。
• 醫療與工業儀器：滿足這些對電源穩定性要求極高的設備的需求。
• 無線射頻發射器：確保發射器的穩定工作。
• 電池供電系統：其高效的電源轉換能力有助于延長電池續航時間。

四、工作原理

（一）拓撲結構

LTM4693采用降壓 - 升壓拓撲結構，允許其輸出電壓高于或低于輸入電壓。在降壓和降壓 - 升壓區域，轉換器可提供2A的輸出電流；在升壓區域，至少可提供1A的輸出電流。內部的低導通電阻（RDS(ON)）、低柵極電荷同步開關和低直流電阻（DCR）電感器，使得該模塊在微小的3.5mm × 4mm × 1.25mm尺寸下實現了高效的功率轉換。

（二）控制模式

• 平均電流模式控制：LTM4693的脈沖寬度調制器采用平均電流模式控制。與其他控制方法相比，這種控制方式具有簡化環路補償、對負載瞬變響應迅速以及固有線路電壓抑制等優點。
• 頻率設置：開關頻率可通過在FREQ引腳與地之間連接適當的電阻來設置，默認頻率為1MHz，可編程范圍為1MHz至4MHz。此外，還可將MODE/SYNC引腳連接到外部時鐘，實現與外部時鐘的同步。

（三）工作模式

• 突發模式（Burst Mode）：通過MODE/SYNC輸入引腳可選擇突發模式。在輕負載時，LTM4693進入突發模式，僅在必要時工作以維持電壓調節，典型的靜態電流僅為15μA，大大提高了輕負載時的效率。當負載增加時，自動切換到固定頻率PWM模式。
• 強制連續模式（FCM）：當MODE/SYNC引腳為高電平或負載電流足夠高時，LTM4693進入強制連續模式，以固定頻率工作，可最小化輸出電壓紋波，實現低噪聲的開關頻率頻譜。

五、關鍵參數設置

（一）輸入欠壓鎖定（ (V_{IN}) UVLO）閾值

當RUN/UVLO引腳連接到 (V{IN}) 時， (V{IN}) 的開啟閾值典型值為1.7V，關閉閾值為1.6V。可通過電阻網絡調整 (V{IN}) UVLO的閾值，計算公式為： [V{TURN(ON)}=1.2 V cdot(1+R 1 / R 2)] [V_{TURN(OFF)}=1.1 V cdot(1+R 1 / R 2)]

（二）輸出電壓編程

PWM控制器內部有1V的參考電壓，通過在FB引腳與地之間連接電阻 (R{FB}) 可設置輸出電壓，計算公式為： [V{OUT }=1.0 V cdot frac{60.4 k+R{FB}}{R{FB}}]

（三）開關頻率設置

默認開關頻率為1MHz，可通過在FREQ引腳與地之間連接電阻 (R{T}) 來調整頻率，計算公式為： [R{T}(k Omega)=frac{110}{f_{SW}(MHz)-1}] 可編程頻率范圍為1MHz至4MHz。

（四）軟啟動設置

可通過將SS引腳連接到 (V{IN}) 選擇約2ms的內部軟啟動間隔。若需要更長的軟啟動時間，可在SS引腳連接外部電容 (C{SS}) ，軟啟動時間計算公式為： [t{SS}(ms)=0.8 cdot C{SS}(nF)]

六、電容選擇

（一）輸出電容

為了最小化輸出電壓紋波，應在降壓 - 升壓轉換器的輸出端連接低等效串聯電阻（ESR）的輸出電容。多層陶瓷電容是不錯的選擇，其ESR低且尺寸小。在大多數LTM4693應用中，68μF至220μF的輸出電容通常能滿足要求。此外，可在 (V_{OUT}) 與地之間放置一個4.7μF的陶瓷電容，以減少對控制電路的開關噪聲。

（二）輸入去耦電容

(V{IN}) 引腳承載著全部電感電流，為內部開關和驅動器以及控制電路供電。為了最小化輸入電壓紋波并確保IC的正常運行，應在 (V{IN}) 附近放置一個至少22μF的低ESR旁路電容，并使連接該電容到 (V{IN}) 和接地平面（GND）的走線盡可能短。同樣，可在 (V{IN}) 與地之間放置一個4.7μF的陶瓷電容，以減少開關噪聲。

七、熱考慮與輸出電流降額

（一）熱阻參數

數據手冊中給出的熱阻參數（如 (theta{JA}) 、 (theta{JCbottom}) 、 (theta_{JCtop}) ）是按照JESD51 - 12標準定義的，用于有限元分析（FEA）軟件建模。但在實際應用中，這些參數并不能完全反映正常工作條件下的熱性能。

（二）降額曲線

數據手冊中提供的降額曲線可用于指導在不同電氣和環境條件下的應用。通過結合功率損耗曲線和負載電流降額曲線，可以計算出不同散熱和氣流條件下的近似 (theta_{JA}) 熱阻。

八、布局考慮

（一）布局原則

• 使用大面積的PCB銅箔作為高電流路徑，包括 (V{IN}) 、GND和 (V{OUT}) ，以減少PCB傳導損耗和熱應力。
• 在 (V{IN}) 、GND和 (V{OUT}) 引腳附近放置高頻陶瓷輸入和輸出電容，以減少高頻噪聲。
• 在模塊下方設置專用的電源接地層。
• 使用多個過孔實現頂層與其他電源層之間的互連，以減少過孔傳導損耗并降低模塊熱應力。
• 避免在焊盤上直接放置過孔，除非過孔被覆蓋或鍍覆。
• 在信號引腳上引出測試點，以便進行監測。

（二）布局示例

數據手冊中給出了推薦的PCB布局示例，為實際設計提供了參考。

九、安全考慮

LTM4693模塊不提供 (V{IN}) 到 (V{OUT}) 的電氣隔離，且內部沒有保險絲。如果需要，應提供額定電流為最大輸入電流兩倍的慢熔保險絲，以保護設備免受災難性故障的影響。該設備支持熱關斷和短路保護功能。

LTM4693以其出色的性能、小巧的封裝和靈活的參數設置，為電子工程師在電源管理設計中提供了一個優秀的選擇。在實際應用中，我們需要根據具體的需求和條件，合理設置參數、選擇電容和進行布局，以充分發揮其優勢。你在使用LTM4693或其他類似電源管理模塊時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和見解。