LTC3026：超低壓降線性穩壓器的卓越之選

在電子設備的電源管理領域，線性穩壓器扮演著至關重要的角色。今天，我們就來深入了解一款性能出色的超低壓降（VLDO）線性穩壓器——LTC3026。

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一、產品概述

LTC3026是一款能夠在低至1.14V的輸入電壓下工作的VLDO線性穩壓器。它具備諸多優秀特性，能夠為各類電子設備提供穩定、高效的電源供應。其輸出電流可達1.5A，典型壓降僅為100mV，在眾多應用場景中都能發揮出色的性能。

二、產品特性亮點

1. 寬輸入電壓范圍

• 當升壓功能啟用時，輸入電壓范圍為1.14V至3.5V；若使用外部5V升壓，則輸入電壓范圍可擴展至1.14V至5.5V。這種寬范圍的輸入電壓適應性，使得LTC3026能夠適配多種不同的電源環境。

  2. 低壓降與高輸出電流

• 在輸出電流為1.5A時，壓降僅為100mV，能夠在保證輸出電流的同時，有效降低功耗。

  3. 可調輸出范圍

• 輸出電壓范圍為0.4V至2.6V，可通過兩個外部電阻進行編程設置，滿足不同應用對輸出電壓的需求。

  4. 優秀的電源抑制能力

• 即使在接近壓降的情況下，也能保持良好的電源抑制性能，有效減少電源紋波對輸出的影響。

  5. 低功耗設計

• 工作電流低，在輸入電壓為1.5V時，輸入電流僅為950μA；關機電流更低，典型值小于1μA，有助于降低設備的整體功耗。

  6. 多種保護功能

• 具備短路保護、反向電流保護和過溫保護等功能，能夠有效保護設備在異常情況下的安全運行。

三、工作原理與模式

1. 升壓轉換器工作模式

• 當外部沒有5V電源時，LTC3026內部的升壓轉換器會發揮作用，產生LDO電路所需的5V電源。它采用Burst Mode?工作模式，在相對較低的電流水平下實現高效率。該模式下，升壓轉換器僅需在IN和SW引腳之間連接一個小的芯片電感，以及在BST引腳連接一個4.7μF的電容即可工作。
• 具體工作過程為：在開關周期的前半部分，SW和GND之間的內部NMOS開關導通，使電感電流上升。當電感電流達到100mA時，NMOS開關關閉，SW和BST之間的內部PMOS開關導通，將電感電流轉移到BST引腳。PMOS開關持續向BST引腳供電，直到電感電流接近零，然后PMOS開關關閉，NMOS開關再次導通，重復開關周期。

  2. 升壓轉換器禁用模式

• LTC3026可以選擇禁用內部升壓轉換器。此時，BST引腳必須由外部5V電源驅動，或者由另一個啟用升壓轉換器的LTC3026的BST引腳驅動。推薦的禁用方法是將SW引腳浮空，這樣可以有效阻止能量傳輸到BST引腳，從而禁用升壓轉換器。而且，一個LTC3026的升壓轉換器可以驅動多個禁用內部升壓轉換器的LTC3026，實現單個電感為多個LDO供電。

  3. LDO工作模式

• 欠壓鎖定比較器（UVLO）會監測BST引腳的電壓，確保LDO的偏置電源大于4.2V時才啟用LDO。如果BST引腳電壓低于4.2V，UVLO會關閉LDO，OUT引腳通過外部分壓電阻接地。
• LDO能夠提供高精度的輸出，可輸出1.5A的電流，典型壓降僅為100mV。只需一個小至10μF的陶瓷電容進行輸出旁路即可。低參考電壓使得LTC3026的輸出電壓可以編程到比普通LDO更低的范圍（0.4V至2.6V）。同時，它還具備電流限制和熱過載保護功能，能夠承受輸出短路的情況。

四、參數與性能表現

1. 電氣參數

• 不同工作模式下，LTC3026的各項電氣參數表現不同。例如，在升壓啟用且LSW = 10μH時，輸入電壓范圍為1.14V至3.5V；在升壓禁用且VSW = 0V或浮空時，輸入電壓范圍為1.14V至5.5V。
• 關機電流在不同條件下也有所不同，在VSHDN = 0V，VIN = 3.5V時，典型值小于1μA。

  2. 典型性能特性

• 通過一系列圖表可以直觀地看到LTC3026在不同條件下的性能表現。例如，在升壓轉換器啟用時，輸入電流隨輸入電壓的變化情況；在升壓轉換器禁用時，BST和IN的供應電流隨輸入電壓的變化情況等。這些特性有助于工程師在實際應用中更好地了解和使用該器件。

五、引腳功能與布局注意事項

1. 引腳功能

• IN（引腳1、2）：輸入電源電壓，輸出負載電流直接由IN引腳提供。如果LTC3026距離大容量電容源較遠，建議在IN引腳進行本地旁路接地。
• GND（引腳3、外露焊盤引腳11）：接地和散熱引腳，將外露焊盤連接到PCB接地平面或大焊盤，以實現最佳散熱性能。
• SW（引腳4）：升壓開關引腳，連接一個4.7μH至40μH、能承受150mA峰值電流的電感到VIN。將該引腳浮空可禁用升壓轉換器。
• BST（引腳5）：升壓輸出電壓引腳，升壓轉換器啟用時，需用一個≥4.7μF的低ESR陶瓷電容將BST引腳旁路到GND。在關機時，BST引腳不加載VIN，但通過外部電感與IN引腳二極管連接。
• SHDN（引腳6）：關機輸入引腳，低電平有效。用于將LTC3026置于關機狀態，該引腳電流通常小于10nA，不能浮空，若不使用需連接到有效邏輯電平。
• PG（引腳7）：電源良好引腳，當PG為高阻抗時，OUT引腳處于穩壓狀態；當OUT引腳處于關機或失穩狀態時，PG為低阻抗。
• ADJ（引腳8）：輸出調節引腳，是誤差放大器的輸入，典型偏置電流為0.1nA流入該引腳。ADJ引腳參考電壓為0.4V（相對于地），輸出電壓范圍為0.4V至2.6V，通常通過連接ADJ到從OUT到GND的電阻分壓器來設置。
• OUT（引腳9、10）：穩壓輸出電壓引腳，為負載提供電源。為確保穩定性，需要至少5μF的輸出電容。對于大瞬態負載的應用，可能需要更大的輸出電容來限制峰值電壓瞬變。

  2. 布局注意事項

• BST和OUT引腳與各自陶瓷旁路電容的連接應盡可能短，旁路電容的接地端應直接連接到接地平面或通過短走線返回器件的GND引腳，以減少有效串聯ESR和電感，避免性能下降。
• 升壓轉換器啟用時，SW引腳會在接地和5V之間切換，其過渡邊沿速率較快（約10ns）。因此，要確保SW節點不會與其他節點（特別是ADJ引腳）發生電容耦合，建議將SW引腳與開關電感用盡可能短的走線連接。如果SW節點附近有敏感節點，可以在兩者之間放置接地屏蔽層以減少耦合。
• ADJ引腳阻抗相對較高，應盡量減小該引腳的雜散電容（<10pF），以防止誤差放大器環路出現相移。同時，要特別注意避免外部信號通過雜散電容耦合到ADJ引腳，產生不良的輸出紋波。

六、應用案例

1. 多穩壓器共用一個升壓

• 可以使用一個LTC3026的升壓轉換器為多個禁用內部升壓轉換器的LTC3026供電，實現高效的電源管理。例如，在VIN = 2.5V的情況下，一個啟用升壓的LTC3026可以為多個輸出不同電壓的LTC3026提供升壓電壓。

  2. 外部5V偏置下的輸出

• 當有外部5V偏置電源時，可以禁用LTC3026的內部升壓轉換器，實現特定輸出電壓的穩定供應。例如，在VIN = 3.3V的情況下，通過外部5V偏置，可輸出2.5V、1.5A的穩定電壓。

七、總結

LTC3026憑借其寬輸入電壓范圍、低壓降、可調輸出范圍、優秀的電源抑制能力和多種保護功能等特性，成為電子工程師在電源管理設計中的理想選擇。無論是在移動設備、工業控制還是其他電子應用領域，LTC3026都能為設備提供穩定、高效的電源供應。在實際應用中，工程師需要根據具體需求合理選擇工作模式，注意引腳功能和布局設計，以充分發揮LTC3026的性能優勢。你在使用LTC3026或其他線性穩壓器時，遇到過哪些挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗和想法。