用大电流LDO为FPGA供电需要低噪声、低压差和快速瞬态响应

此外，多个 LT3070 器件还可以非常容易地并联，以实现更大的输出电流，并更好地在 PCB 上消散热量。该器件的跟踪功能可以控制一个外部降压型稳压器，以驱动这个上游降压型稳压器，保持 LT3070 的输入电压等于 VOUT 加 300mV，从而最大限度地降低功耗，而不会损害 PSRR。如果输出电压动态变化，那么跟踪功能就自动调节该降压型稳压器的输出电压，以保持效率不变。内部保护电路包括 UVLO、反向电流保护、具电源折返的准确电流限制、以及具迟滞的热停机。最后，LT3070 采用耐热增强型、扁平 (0.75mm) 28 引线 4mm x 5mm QFN 封装，在 -40°C 至 +125°C 的结温范围内工作。

超快瞬态响应

LT3070 具有大带宽，可利用低 ESR 陶瓷输出电容器提供超快瞬态响应，从而节省大容量电容、PCB 面积和成本。注意：对于快速切换边缘来说，大容量电容器是不足够的，因为它们的寄生 ESL 显著高于用更小的陶瓷电容器去耦的 LT3070。

LT3070 的架构将内部 N 沟道功率 MOSFET 作为一个电源跟随器驱动。这种配置允许用户获得一个具有卓越高频 PSRR 性能的极低压差、超快瞬态响应稳压器。通过在最新式的微处理器应用中去除昂贵的大容量钽或电解质电容器，LT3070 实现了卓越的稳压器带宽和瞬态负载性能 (如图 2 所示)。用户可以实现显著的成本节省，因为所有额外的大容量电容都不需要。此外，还非常显著地额外节省了插件成本、采购/库存成本以及电路板空间。

N 沟道电源跟随器 LDO 拓扑比对应的 P 沟道拓扑快得多。N 沟道电源端的低阻抗降低了 LT3070 的有效输出阻抗。P 沟道 LDO 输出的高阻抗漏极需要昂贵的输出电容，因此限制了这种方法的有效带宽。因此，LT3070 的低阻抗输出实现了卓越瞬态响应所需的 1MHz 环路带宽。

图 2：LT3070 负载瞬态响应

Transient Load Reponse：负载瞬态响应
AC-COUPLED：AC 耦合的
20us/div：每格 20us

输入至输出电压控制 (VIOC) 最大限度地提高效率

LT3070 具有一种独特的跟踪功能，以控制为它供电的上游降压型稳压器。VIOC 引脚是集成跨导放大器的输出，该放大器提供或吸收 250uA 电流。通过吸收来自 ITH 补偿节点的电流，它调节大多数 LTC 开关稳压器或 LTM 电源模块的输出。

通过将 LT3070 的输入电压保持在 VOUT 加 300mV，VIOC 功能控制为 LT3070 输入供电的降压型稳压器。选择这个 300mV 的 VIN — VOUT 电压差是为了提供快速瞬态响应和良好的高频 PSRR，同时最大限度地降低功耗并最大限度地提高效率。例如，1.5V 至 1.2V 转换和 1.3V 至 1V 转换在 5A 满输出电流时产生 1.5W 最大功耗。

图 3 说明了如果线性稳压器被禁止，该开关的反馈电阻器网络就设定开关稳压器的最大输出电压。不过，一旦 LT3070 启动，那么 VIOC 反馈环路就将开关稳压器的输出电压降回到 VOUT 加 300mV。

利用 VIOC 功能建立 LT3070 和开关稳压器之间的反馈环路。因此，反馈环路必须是频率补偿的，以实现稳定性。幸运的是，VIOC 至很多 LTC 开关稳压器 ITH 引脚的连接都呈现高阻抗特性，这是对反馈环路进行频率补偿的最佳电路节点，而且仅需要对已有补偿组件的值做最小的改变。

图 3：LT3070 VIOC 控制方框图

SWITCHING REGULATOR：开关稳压器
REFERENCE：基准
LOAD：负载

总结一下，LT3070 具有以下关键技术特点：

• 输出电流：5A
• 压差电压：典型值为 85mV
• 数字可编程的 VOUT：0.8V 至 1.8V
• 数字输出裕度调节：±1%, ±3% 或 ±5%
• 低输出噪声：25μVRMS (10Hz 至 100kHz)
• 可并联：采用两个器件实现 10A 输出
• 准确的电流限制：±15%
• 在整个电压、负载和温度范围内实现 ±1% 的准确度
• 采用低 ESR 陶瓷输出电容器 (最小 15uF) 可稳定
• 高频 PSRR：1MHz 时为 30dB
• 使能功能接通/断开输出
• VIOC 引脚控制降压型转换器，以保持低功耗并优化效率
• PWRGD/UVLO 标记
• 电流限制折返保护
• 具早期告警指示器的热停机
• 扁平 (0.75mm) 28 引线 4mm x 5mm QFN 封装

结论

高性能数字 IC 领域的趋势是电流日益提高，与此对应的是工作电压越来越低，这种趋势是通过缩小制造技术的线宽实现的。但是，伴随这些进步而来的是其他应用要求，包括需要快速瞬态响应、低噪声和高效率运行以最大限度减少热量。传统上，给这些数字 IC 供电一直