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高效同步四开关升降压控制器LTC3789
LTC3789系新研发出的高效率高性能升降压式开关稳压控制器，其输入电压可以从4V~38V，输出电压可以高于输入电压，可以低于输入电压为0.8V~38V，工作频率恒定,最高可达600KHz（200~600KHz）。为电流模式工作。输出电流反馈环提供对电池充电的支持，满足输入输出4V~38V的宽范围。在工作区域有很低的噪声，LTC3789系目前最理想的可升降压的电池供电系统应用IC。
控制器工作模式由MODE/PLLIN端决定，MODE/PLLIN端可以在脉冲跳跃型和连续工作模式之间选择，它允许IC同步到外部时钟，脉冲跳跃型在轻载时提供十分低的纹波，与在连续工作模式时相同。
当输出电压进入设定值的10%以内时，PG端给出指标，LTC3789采用28PIN的4mm×5mm的QFN封装。
LTC3789外部要求四只功率MOSFET，在VIN关断时VOUT即断开，软起动时间可调，主要用于自动化系统，大功率电池供电系统等。
* LTC3789基本应用电路图，如图1。
图1 LTC3789 的基本应用电路 *LTC3789引脚功能说明如下：
VFB（PIN1/PIN26）误差放大器反馈端，从输出端的电压分压器送到此端反馈电压。
SS（PIN2/PIN27）外部软起动输入端，LTC3789的VFB电压小于0.8V，内部一个3μA上拉电流源给外部CSS电容充电，其上斜电压时间为最终输出电压达到的时间。
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SENSE+（PIN3/PIN28）将电流信号送到电流检测比较器；ITH 端电压由SENSE+与SENSE- 端之间的电压控制，外接电阻RSENSE设置限流阈值。
SENSE-（PIN4/PIN1）将电流信号送到电流检测比较器。
ITH（PIN5/PIN2）误差放大器输出和开关稳压器补偿点，增加此点电压到通道电流比较器触发点。
SGND（PIN6/PIN3）信号地。必须与大电流地分开，并用CIN电容终止之。在QFN封装，外部即SGND，它必须焊接到PCB地，用于散热。
MODE/PLLIN（PIN7/PIN4）模式选择或外同步输入作为相位检测，这是一个两用端子，当外部频率同步功能不用时，它用于选择工作模式。此端可接到SGND或INTVCC，在SGND或低于0.8V时强制工作于连续模式。INTVCC使能脉冲跳跃模式。在外同步时，加一个时钟信号到此端，内部PLL脉冲将同步内部振荡器到此时钟，PLL合成网络集成到IC内。
FREQ（PIN8/PIN5）工作频率设置端，这是一个精密的10μA电流流出端，外部接一支电阻到地，设置一个电压，用于调节工作频率，此端也可以用一个外接直流电压去改变内部振荡器的频率。
RUN（PIN9/PIN6）运行控制输入。强制此端在0.5V以下时即关断控制器，以减小静态电流。一个1.2μA上拉电流给此端。一旦RUN端上升到1.22V以上，IC即开启，并增至5μA上拉电流。
VINSNS（PIN10/PIN7）VIN检测。输入到BUCK-BOOST转移比较器接此端到输入侧上部NMOS的漏极。
VOUTSNS（PIN11/PIN8）VOUT检测。输入到BUCK-BOOST传输比较器，接此端到输出侧顶部的N沟MOS的漏极。
ILIM（PIN12/PIN9）输入输出平均电流检测范围输入端，此端接至SGND，INTVCC或浮动，以设置最大平均电流检测阈值 。
IOSENSE+（PIN13/PIN10）输入输出平均电流检测放大器的+输入。 IOSENSE-（PIN14/PIN11）输入输出平均电流检测放大器的-输入。 TRIM（PIN15/PIN12）接此端到GND为正常工作，不允许其浮动。 EXTVCC（PIN20/PIN17）外部电源输入到内部 LDO接至INTVCC，这个LDO给INTVCC供电，旁路内部LDO供电，此时外部EXTVCC高于4.8V，见EXTVCC应用信息，此端不得超过14V。
INTVCC（PIN21/PIN18）内部线性稳压器输出。驱动器及控制电路由此端供
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电，用一支4.7μF电容旁路之。
VIN（PIN22/PIN19）主电源输入端。加一支旁路电容到GND。
BG1、BG2（PIN23、19/PIN20、16）给底部N沟功率MOSFET的栅驱动端，驱动电平从GND到INTVCC 。
PGND（PIN24/PIN21）驱动器的功率地。接到CIN，COUT和RSENSE- BOOST1、BOOST2（PIN25、18/PIN22、15）为顶部浮动MOS的驱动器供电，电容接于BOOST和SW端，在BOOST与INTVCC端之间接入肖特基二极管，电压在BOOST端处从INTVCC升上到VIN+INTVCC 。
TG1、TG2（PIN26、17/PIN23、14）驱动顶部N沟功率MOSFET。此为浮动的驱动器，从开关结点到栅的电压为INTVCC-0.5V ；
SW1、SW2（PIN27、16/PIN24/13）开关结点。两结点之间接电感，此端电压涌动为从GND到VIN ；
PGOOD（PIN28/PIN25）开路漏极逻辑输出。在VFB端没达到稳压窗口±10%以内时，此端为GND电平，在内部20μS之后，电源坏，屏蔽时段终止。
LTC3789 的内部等效电路，见图2。
图2 LTC3789 的内部等效方框电路
工作状况叙述如下： *主要控制环
图2 LTC3789 的内部等效电路
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LTC3789是一个电流型控制器。它提供一个输出电压，它可高于等于或低于输入电压，LTC专有拓扑及控制方法。使用一个电流检测电阻，电感电流由ITH端上的电压控制，它是误差放大器EA的输出，VFB端接收反馈电压信号，它与加到EA上的内部基准电压比较，如果输入输出电流调整环被执行，检测的电感电流就由反馈电压或入出的电流控制。
*INTVCC/EXTVCC供电
顶部MOSFET和底部MOSFET的驱动器以及多数内部电路都从INTVCC端供电，当EXTVCC令其打开或接到低于4.5V时，一个内部5.5V的低压差稳压器给INTVCC从VIN供电，如果EXTVCC升上4.8V以上，则5.5V调整器关断，另一个LDO调整器INTVCC从EXTVCC给出稳定电压，EXTVCC 的LDO允许INTVCC从更高效率的外部电源供电，例如从LTC3789的输出供电，EXTVCC的最大电压允许为14V。
*内部充电泵
每一个顶部MOSFET驱动器都是从浮动的升压电容器CA和CB上取电荷的，通常由INTVCC通过外部二极管在MOS关闭时为之充电。当LTC3789只工作在降压或升压区间时，其中一个顶部MOS总处于导通状态，一个内部充电泵重新给升压电容充满电，通过升压二极管只有很小的漏电流，这令MOS保持导通。当然，如果二极管漏电大。则内部充电泵就不能足够地给外部升压电容充电，一个内部的UVLO比较器一直监视此电容上的电压，检测BOOST-SW电压不得低于3.6V，否则它将关断顶部MOSFET，大约时钟周期的1/12，以允许CA或CB重新充电。
*关断和起动
控制器可以由拉低RUN端到低电平而关断，当RUN端电压低于0.5V时，LTC3789即进入低静态电流模式。放开RUN端即允许内部1.2μA电流源为之充电，将电平拉上去，再次使能控制器。当RUN端在精密阈值1.22V以上时，内部LDO将给INTVCC供电。在此同时，一个6μA上拉电流将突然跳入并给RUN端提供更多的滞后，RUN端也可以从外部上拉或直接由逻辑电路驱动，要小心不要超出此端绝对最大值电压6V。
控制器输出电压VOUT的起动，由SS端上的电压控制，当SS端电压低于0.8V的内部基准电压时。LTC3789调节VFB电压用SS上的电压替代0.8V基准，这样允许SS端用外接电容来调节软起动，此电容接于SS端到GND。一个内部3μA
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上拉电流给此电容充电，建立一个电压斜波于SS端。随着SS端电压线性上升，从0V到0.8V，输出电压VOUT也同步从0V上升到设定电压值。换句话说，SS端可以用于决定输出电压VOUT跟随另一个电源的输出轨迹。当RUN拉低就可以禁止控制器。当INTVCC低于欠压锁定值3.4V时，SS端由内部MOSFET拉低进入欠压锁定状态，控制器被禁止，外部功率MOS都处在关断状态。
*功率开关控制
图4示出四个功率MOS开关的连接方法，如何接电感，VIN、VOUT和GND，图5示出LTC3789在各工作区的占空比功能，功率开关在适当的控制下如何传输功率。
*降压区域（VIN 〉〉VOUT）
开关D总处在导通状态，开关C总处在关闭状态。在每一周期起动时，同步开关B首先导通，在同步开关B导通时检测出电感电流，在检测电压降到基准电压以下时，与VITH成正比，同步开关B关断，而开关A导通，并保持整个周期，然后开关A和B交替。如同典型的BUCK电路，开关A的占空比增加，直到允许的最大占空比DMAX，由下式给出：
图3示出典型BUCK区域的波形，如果VIN接近VOUT，进入BUCK-BOOS *升降压区域（VIN = VOUT）
当VIN接近VOUT时，控制器进入BUCK-BOOST区域，图4示出在此区域的典型波形，在时钟周期开始时，如果控制器由B和D导通开始，控制器首先工作在BUCK区，当ICMP触动，开关B关断，开关A导通，在120。时钟相位处，开关C导通，LTC3789开始工作为BOOST工作，直到ICMP触动。然后，开关D在剩余的时钟周期内导通，如果控制器令开关A和C导通，首先工作在BOOST状态，直到ICMP触动开关D导通，在120。开关B也导通，使其又工作在BUCK状态，然后，ICMP触动，关断开关B，而开关A导通，直到此周期结束。
*升压区域
开关A总处于导通状态，同步开关B总处在关断状态，在每个周期开关C首先导通。在检测电感电流超出基准电压后，其正比于VITH，开关C关断，而同步开关D导通，保持到此周期结束，开关C和D交替工作，像典型的同步BOOST调整器，开关C的占空比减小直到最小占空比达到DMIN-BOOST，由下式
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中文资料LTC3789
