ADI创新电源管理器件介绍-电子发烧友网

在电子系统中，电源管理器件担负着电能的变换、分配、监测等工作，为系统中不同的用电组件提供持续充足的能量，确保其稳定可靠工作，是不可或缺的存在。因此，对于硬件工程师来说，电源管理器件的选型和应用，是产品开发中重要的一环。

一直以来，在满足输入电压、输出电压/电流等基本规格要求基础上，电源管理器件一直在追求高精度、高效率、高可靠、低噪声、小尺寸等方面不断迭代升级，发展出了种类繁多的产品和解决方案。而在具体选型时，则需要工程师根据最终的设计要求，在上述诸多特性之间进行权衡和取舍。

一般来讲，针对较为成熟的产品和应用，电源管理器件的选型往往更在意性价比、供应链稳定性等要素，因此那些综合性能表现较好的产品更适合。

而如果你面对的是下一代更具创新性的产品和方案的设计，则要选择同样具有创新性的电源管理器件，以获得更大的差异化优势。这时，就需要工程师在选型时独具慧眼，能够精准地get到相关电源管理器件身上能够为创新设计赋能的特殊闪光点。

为了能够让独具创新性的电源管理器件，从成千上万种产品中脱颖而出，进入硬件工程师的法眼，电源管理器件厂商通常会为它们打上“标签”，比如Analog Devices会在这类器件旁边注明“推荐用于新设计”。

纵观这类创新性的电源管理器件，它们都具有一些独特的“过人之处”：要么是通过增添新的功能，让人耳目一新；要么是在某一方面追求“极致”，让竞品望尘莫及；或者是依托设计和架构创新，补齐原有的性能短板。

本文中，我们就将介绍三款来自Analog Devices的创新电源管理产品，希望它们能够成为你创新产品研发技术工具箱中，可堪重任的开发利器！

LT3074低压差线性稳压器

低压差线性稳压器（LDO）是一种应用极为广泛的电源管理器件，凭借架构简洁、易开发、BOM成本低、噪声小等特性，备受低压差、较低功耗、噪声敏感型应用青睐，也会被用作开关稳压器的下游电路，做精细调节。

LT3074是Analog Devices推出的一款低压、低噪声、具有超快瞬态响应的LDO，可提供高达 3A 的电流，典型压差为45mV，还可通过并联多个器件，提供更高的电流。LT3074具有1.2μVRMS的超低RMS噪声（10Hz至100kHz），7μVP-P超低1/f噪声（0.1Hz至10Hz），以及高频PSRR特性（1MHz时为52dB），这使其可以使用更小的陶瓷电容器，从而节省PCB面积和成本。

图1：LT3074低压差线性稳压器（图源：Analog Devices）

从上述这些特性来看，LT3074已经算得上是一款优秀的LDO产品。不过其还有一个更独特的优势——具有PMBus串行接口，可以实现更灵活的数字控制。

在电源管理系统中，基于PMBus的数字控制并不是一个新概念，它意味着用户可以用软件命令来即时控制和设定电源管理器件的参数，如开关频率、电流限值和输出电压等，而不像纯粹的模拟设计中，需要调整电阻器和电容器等硬件才能实现。这无疑为设计带来了更大的灵活性。而且，通过PMBus通信还能获取电源管理器件的状态参数，动态地监视电源系统，有助于进一步提升其性能和可靠性。

不过，以往PMBus数字控制都是应用在较高功率的开关电源器件中，低功率的LDO通常没有数字接口。而LT3074则引入了PMBus串行接口，以遥测输出电压和电流、输入电压、偏置电压和芯片温度等信息；也可以通过PMBus配置器件，比如以0.05A的步长在1A至6.4A之间对输出电流限制进行设置。

图2：LT3074的系统框图（图源：Analog Devices）

LT3074可由具有图形用户界面 (GUI) 的LTPowerPlay软件开发工具提供支持，具体的PMBus数字控制功能包括：

VOUT、IOUT、VIN、VBIAS和温度报告

VOUT裕度

IOUT过流和欠流警告限值

VOUT、VIN和VBIAS欠压和过压警告限值

过热警告限值

总之，具有PMBus数字接口的LT3074可谓是如虎添翼，可以通过PMBus指令对器件进行更灵活地监测、保护和控制，这使其成为低噪声仪器、高精度数据转换器、射频电源和医疗等领域创新应用的理想选择。

LT8349两相低IQ同步升压转换器

开关模式转换器也是一种常见的电源管理拓扑，与LDO相比，此类器件尽管架构复杂，开发难度和成本较高，EMI噪声较大，但是适用于高压差、大电流的应用，且效率高、功耗小，通常被用作复杂电源系统中的主转换和稳压器件。

在开关转换器的技术迭代中，低功耗和高效率一直是个核心诉求。不过，功耗的降低和效率的提升，往往与器件其他一些特性相互制约，因此在电源管理器件的设计中，需要全方位考量，多方面施力，力求做到“极致”。

图3：LT8349两相低IQ同步升压转换器（图源：Analog Devices）

Analog Devices的LT8349两相低IQ同步升压转换器在功耗和效率的优化方面，就做得十分出色。为了实现这一目标，LT8349采用了一系列优化举措。

首先，LT8349的同步整流技术减少了开关损耗，可以实现高效率并降低器件的热量耗散。

其次，LT8349具有极低的静态电流IQ，在关断模式下仅为0.5μA，这使其非常适用于电池供电设备，大大提升其电池续航能力。

再有，LT8349在轻负载条件下支持逐级递减（Stage Shedding）和可选的突发模式（Burst Mode）——前者允许在轻负载情况下关断一个或多个相位，以降低与开关切换有关的损耗，而后者使得转换器仅在必要时激活开关，减少开关次数以降低损耗（LT8349在突发模式下工作时电流仅为15μA）。这种设计令LT8349在从轻载到满载的宽负载范围内均能保持高效率。

此外， LT8349还采用了两相开关电源的架构。与传统的单相升压转换器通过单路电感储能和释放能量不同，多相（如两相）架构通过多个相位交错工作，分摊电流负载。两相均摊电流降低了单相MOSFET的导通损耗和温升，有助于在大功率升压场景下实现更高的效率以及更佳的热性能。

值得一提的是，除了提升效率和热性能，两相开关电源的架构还为LT8349带来了其他的性能优势：

两相操作可减少单相电流峰值，从而降低对输入和输出电容的容量要求，因此在系统设计时可以使用更小体积的外围元件，缩小整体电源方案体积。

相位交错使电流纹波相互抵消，可显著降低输出纹波与EMI，有助于电源噪声的抑制。

图4：LT8349同步升压转换器系统框图（图源：Analog Devices）

综上所述，LT8349通过同步整流、两相架构、低IQ和轻载工作模式等多个方面的协同优化，实现了该升压转换器在效率、散热和待机功耗等方面出众的性能，使其成为创新的工业电源和手持设备低功耗设计的核心组件。

LTM4703降压型Silent Switcher 3

μModule电源模块

众所周知，开关模式转换器较高的EMI噪声，一直是困扰硬件工程师的一个难题。采用金属屏蔽的方式，固然是应对电源噪声的有效方法，但是成本太高。因此，如何降低开关模式转换器的EMI噪声，弥补此类器件这一“先天不足”，一直是电源管理器件厂商追求的目标。

为此，Analog Devices开发出了Silent Switcher技术，其通过减少开关模式电源热回路中的寄生电感，并将热回路设置为高度对称的两个回路，可以让电磁辐射相互抵消，使得采用Silent Switcher技术的电压转换器获得极佳的低EMI特性。而且，低EMI还允许器件提高开关转换速度，减少开关损耗，并采用更小尺寸的外围元件，为电压转换器带来全方位的性能提升。

经过多年的发展，如今Silent Switcher技术已经演进到了第三代。其中第二代的Silent Switcher技术与第一代的Silent Switcher技术相比，集成了精密电容，在器件的小型化和简化系统PCB布局上更上层楼。而第三代的Silent Switcher则在第二代技术基础上，实现了低LT噪声（10 Hz至100 kHz）、超快速瞬态响应和超宽Vout范围（低至0V）。