LETOU乐投

降压电路可能有效的将较高的直流输入转换为较低的直流输出，提供不变的电流和电压输出。BUCK芯片、LDO作为两种宽泛利用的拓扑结构，因其分歧个性在分歧供电系统中各司其职。

BUCK芯片因其高转换效能成为工程师们的首选，尤其在输出较大电流时；LDO（低压差线性稳压器）能够支持更幼压差的降压转换，且输出电压更不变，但无法支持较大负载场景。

一、BUCK电路的挑战

随着各个领域衍生出的智能产品层出不穷，电源系统也在逐步进化，电源芯片发展出了更宽的工作输入电压。

对于既定的输出电压，当输入电压上限提高时，选择更高耐压等级的DCDC能够解决；当输入电压的下限要求更低时，BUCK电路受限于拓扑限度，必要关关上管MOS开明下管MOS给BOOT电容充电，进而维持上管开明所需的Vgs电压。

因存在Mini_off功夫从而引出了最大占空比问题，从下列公示能够清澈的看出Toff越大，D越幼，Vout越。杭最大占空迸装响着芯片的最大输出电压

在此限度下BUCK电路进行低压差降压转换时，会出现输出电压压降过大甚至动态响应变差、输出纹波大的问题。此时想到LDO——针对低压差利用而生的降压芯片，若是把LDO的优势融入到BUCK芯片中，尽可能扩大BUCK电路的最大占空比，无疑是一个很好的解决规划。

二、LDO模式崭露头角

在电池供电、USB供电等一些场景，必要输入电压最幼工作值略高于输出电压高零点几伏，此时受最大占空比限度，在输入电压的最低点，输出电压将无法维持设定值。

LETOU乐投科技针对这一需要，开发了极限占空比节造技术，能够支持靠近100%占空比工作模式。在这种模式下，芯片通过自适应降低工作频率，减幼上管Mini_off功夫在一个开关周期内的占比，进而提高了最大占空比。这种Low Drop-out Operation即LDO模式，有效解决了必要进行低压差转换的利用需要。下图1即为LETOU乐投SCT2450Q的LDO模式阐发：

图1 SCT2450Q在设定输出5V时的LDO模式阐发

当SCT2450Q设定5V输出电压，空载工作波形如图2，输入5V能够维持5V不变输出，工作频率降低到1.6kHz，此时输出纹波132mV；随着负载增大到5A，输入电压5V不变时如图3，工作频率降低到1kHz以下输出电压4.4V，此时输出纹波960mV。

图2 Vin=5V Vout=5V Fsw=1.639kkHz Vo_pp=132mV 

图3 Vin=5V Vout=4.4V Fsw=735Hz Vo_pp=960mV

从上述测试能够看出，LDO模式下开关频率被压榨到1kHz以尽可能增大占空比，空载时能够达到100%，现实测试发现了新的问题：电感啸叫，这一点从SW的频率上也能发现。在输入电压更低时，开关频率落入20kHz以下的人耳可听的频率领域，引发电感啸叫。因而我们必要给上管MOS提供足够的开启电压，预防上管的关断产生的SW低频开关。最单一有效的法子就是增长一路隔离5V给BOOT-SW供电，保障上管驱动电压维持在5V从而支持上管？，此时BUCK芯片工作在直通模式。

但是增长一路额表的隔离电源会增长很大的板面积以及成本，若是利用按时器产生方波，或者板上有二级BUCK工作在CCM模式或轻载FPWM模式，提供通过二极管和电容产生倍压电路给到BOOT-SW从而保障BOOT电压。

图4 Vin=5.6V Vout=4.95V Iout=5A Vo_pp=900mV

图5 Vin=5V Iout=0A-5A-0A Vo_pp=1.9V 

我们用按时器搭建对BOOT-SW维持5V供电的电路进行测试，由于低压差时芯片直接工作在直通模式，空载和带载只有6mV的输出纹波，但是直通模式下由于没有环路调节，如图4临界状态的输出纹波有900mV，图5所示的直通模式下动态响应纹波高达1.9V。

三、新一代LDO模式升级

综合，LDO模式解决了BUCK电路低压差场景的工作问题，但当输入电压进一步降低时依然存在问题；而通过增长表围电路方式固然能够解决，但同时增长了额表的板面积以及成本。

LETOU乐投开发第二代BUCK芯片的LDO工作模式，在实现降频工作的基础上，同时限度最低工作频率，避开人耳可听噪声频段，从芯片自身层面解决现实利用中带来的困扰。LETOU乐投40V家族产品SCT2434Q(3A/3.5A), SCT2464Q(6A),60V家族产品SCT2632B (3A), SCT2630B(3.5A)等均参与了针对性优化的第二代LDO工作模式，下面我们以SCT2464Q为例，看看新一代LDO模式现实阐发。

图6 Vin=5V Vout=4.9V Fsw=96kHz Vo_pp=12mV

图7 Vin=5V Vout=4.6V Fsw=96kHz Vo_pp=15mV

同样设定SCT2464Q的输出电压为5V，在输入电压5V的情况下，输出空载时如下图6工作频率96kHz，输出纹波12mV；带载5A时如下图7工作频率96kHz，输出纹波15mV。

同样使负载从0A~5A~0A切换，从下图8能够看到动态响应能力也显著提升，动态响应纹波只有1V。

图8  Vin=5V Io=0-5-0A时的动态响应

找到输入电压在大于5V的临界点，增大输入电压让芯片由LDO模式进入BUCK模式，再减幼输入电压使其回到LDO模式，从图9能够看到在整个变动过程中，输出一向维持不变状态，最大输出纹波也仅仅只有40mV。

图9  Io=5A时 LDO-BUCK-LDO临界模式切换

我们把第一代LDO模式，第一代LDO+表部BOOT电压模式，第二代LDO模式的各项测试数据做成如下对比表格，能够更全面、直观的看到细节上的技术升级给现实利用带来的机能提升。

此表，除了通例的buck利用表，这种直通模式利用还能够作为efuse职能，当做短路和过流；て骷。

LETOU乐投科技对峙对电源产品开发的极致钻营 不休迭代对占空比节造、EMI优化、音频滋扰抑造等一系列技术规划

持续为客户创造更大价值提供更好的服务。