（三）低紋波架構(gòu)與高效性能

• 采用低紋波降壓 - 升壓架構(gòu)，確保輸出電壓的穩(wěn)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(tǒng)的可靠性。
• 支持突發(fā)模式（Burst Mode），在輕負(fù)載時靜態(tài)電流僅為15μA，實現(xiàn)了高效的電源轉(zhuǎn)換。

（四）小巧輕薄的封裝

• 采用3.5mm × 4mm × 1.25mm的超薄LGA封裝，節(jié)省了電路板空間，適合對尺寸要求較高的應(yīng)用。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

LTM4693的出色性能使其在多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用：

• 電信與數(shù)據(jù)通信：適用于光模塊等設(shè)備，為其提供穩(wěn)定的電源。
• 醫(yī)療與工業(yè)儀器：滿足這些對電源穩(wěn)定性要求極高的設(shè)備的需求。
• 無線射頻發(fā)射器：確保發(fā)射器的穩(wěn)定工作。
• 電池供電系統(tǒng)：其高效的電源轉(zhuǎn)換能力有助于延長電池續(xù)航時間。

四、工作原理

（一）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

LTM4693采用降壓 - 升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，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(qū)域，轉(zhuǎn)換器可提供2A的輸出電流；在升壓區(qū)域，至少可提供1A的輸出電流。內(nèi)部的低導(dǎo)通電阻（RDS(ON)）、低柵極電荷同步開關(guān)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(xiàn)了高效的功率轉(zhuǎn)換。

（二）控制模式

• 平均電流模式控制：LTM4693的脈沖寬度調(diào)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(huán)路補償、對負(fù)載瞬變響應(yīng)迅速以及固有線路電壓抑制等優(yōu)點。
• 頻率設(shè)置：開關(guān)頻率可通過在FREQ引腳與地之間連接適當(dāng)?shù)碾娮鑱碓O(shè)置，默認(rèn)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(xiàn)與外部時鐘的同步。

（三）工作模式

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

五、關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置

（一）輸入欠壓鎖定（ (V_{IN}) UVLO）閾值

當(dāng)RUN/UVLO引腳連接到 (V{IN}) 時， (V{IN}) 的開啟閾值典型值為1.7V，關(guān)閉閾值為1.6V?？赏ㄟ^電阻網(wǎng)絡(luò)調(diào)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(nèi)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(shè)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(guān)頻率設(shè)置

默認(rèn)開關(guān)頻率為1MHz，可通過在FREQ引腳與地之間連接電阻 (R{T}) 來調(diào)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(shè)置

可通過將SS引腳連接到 (V{IN}) 選擇約2ms的內(nèi)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(yīng)在降壓 - 升壓轉(zhuǎn)換器的輸出端連接低等效串聯(lián)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(shù)LTM4693應(yīng)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(guān)噪聲。

（二）輸入去耦電容

(V{IN}) 引腳承載著全部電感電流，為內(nèi)部開關(guān)和驅(qū)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(yīng)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(guān)噪聲。

七、熱考慮與輸出電流降額

（一）熱阻參數(shù)

數(shù)據(jù)手冊中給出的熱阻參數(shù)（如 (theta{JA}) 、 (theta{JCbottom}) 、 (theta_{JCtop}) ）是按照J(rèn)ESD51 - 12標(biāo)準(zhǔn)定義的，用于有限元分析（FEA）軟件建模。但在實際應(yīng)用中，這些參數(shù)并不能完全反映正常工作條件下的熱性能。

（二）降額曲線

數(shù)據(jù)手冊中提供的降額曲線可用于指導(dǎo)在不同電氣和環(huán)境條件下的應(yīng)用。通過結(jié)合功率損耗曲線和負(fù)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(dǎo)損耗和熱應(yīng)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(shè)置專用的電源接地層。
• 使用多個過孔實現(xiàn)頂層與其他電源層之間的互連，以減少過孔傳導(dǎo)損耗并降低模塊熱應(yīng)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(jìn)行監(jiān)測。

（二）布局示例

數(shù)據(jù)手冊中給出了推薦的PCB布局示例，為實際設(shè)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(nèi)部沒有保險絲。如果需要，應(yīng)提供額定電流為最大輸入電流兩倍的慢熔保險絲，以保護(hù)設(shè)備免受災(zāi)難性故障的影響。該設(shè)備支持熱關(guān)斷和短路保護(hù)功能。

LTM4693以其出色的性能、小巧的封裝和靈活的參數(shù)設(shè)置，為電子工程師在電源管理設(shè)計中提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實際應(yīng)用中，我們需要根據(jù)具體的需求和條件，合理設(shè)置參數(shù)、選擇電容和進(jìn)行布局，以充分發(fā)揮其優(yōu)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(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。