对于由各种不同化学组成的电池、交流适配器以及 DC 电压轨 (如 USB) 供电的应用而言，用多个输入源工作的要求变得越来越常见了。视每个输入电压以及想要的输出电压范围的不同而不同，提供升压或降压转换常常是必要的。

虽然从概念上说依靠多种电源供电是简单明了，但是实施方案却可能很复杂。电源通路中的损耗、输入电源的优先级确定、以及源于电感电缆插入的电压尖峰均会增加系统的成本和复杂性。

LTC3118 通过整合一个双通道、低损耗 PowerPath 控制器和一个高效率降压-升压型转换器解决了这些问题，如图 1 所示。其独特架构允许从任一输入源 (V_IN1 或 V_IN2) 转换到一个稳定的输出电压 V_OUT，该输出电压可以高于或低于任一输入。该器件直到 18V 都可工作，因此为 12V 标称值电源提供了充足的电压裕度。该转换器支持功耗非常大的设计，能够向负载提供超过 2A 电流。LTC3118 的电流模式控制架构可快速响应电压或负载瞬态，从而可以严格地保持输出稳定。就电池供电应用而言，突发模式 (Burst Mode^®) 工作还可延长运行时间。

图 1：LTC3118 的双降压-升压开关架构

基于 LTC3118 的设计既灵活、节能且尺寸又小

多输入设计常常用外部二极管“或”电路实现。这类电路尽管简单、成本低，但是随着温度升高，有源二极管的正向压降和隔离二极管中的反向泄漏电流会导致效率下降。凌力尔特公司的理想二极管 IC 可用来提高效率，并最大限度降低泄漏电流，但是其限制是要用较高的输入源工作。如果辅助输入源的电压高于主输入源，而主输入源的能量更加充裕，那么人们就不想采用最高 V_IN 工作的方式。

LTC3118 提供“优先”工作模式，在这种模式时，不管 V_IN2 上的电压多高，V_OUT 都由 V_IN1 (如果存在并有效) 供电。仍然提供了以“理想二极管”模式运行的二极管“或”电路，但是增加了迟滞以防止两个输入相等时，在两个输入之间来回颤动。与使用理想二极管 IC 的情况相同，LTC3118 的全 N 沟道 MOSFET 设计消除了二极管正向压降。就灵活性而言，每个输入源都有一个独立的 UVLO 门限，该门限应该设定为输入的最低工作电压。还有额外的引脚可用，以向系统提供 V_IN 和 V_OUT 状态信号，从而改进监视和控制。

LTC3118 在 4mm x 5mm QFN 或 28 引脚 TSSOP 封装中集成了智能 PowerPath 控制器和单电感器降压-升压型转换器。这个解决方案实现了无与伦比的简单性和灵活性，并显著节省了电路板面积，无论是理想二极管电源通路结合单独的降压-升压型 DC/DC 转换器，还是传统二极管“或”电源通路结合单独的降压-升压型 DC/DC 转换器，都无法与其相比。LTC3118 以固定的 1.2MHz 频率运行，在开关损耗和外部组件尺寸之间做出了最佳权衡。一个基于 LTC3118 的完整系统如图 2 所示，该系统能够提供超过 24W 的功率，占板面积为 400mm²。

图 2：LTC3118 演示电路板

以改进的切换性能，用两节锂离子电池或交流适配器提供 12V 输出

图 3 显示的应用在 V_IN1 端放置了两节锂离子电池，在 V_IN2 端放置了 12V 交流适配器。在这个例子中，选择了理想二极管模式，以在 12V 交流电源存在时，强制用这个电源工作。如图所示，无论使用哪个输入源，都在很宽的负载范围内实现了高效率。在这个应用中，电池放置在 V_IN1 端，因为 V_IN1 端有 R_DS(ON) 较低的 MOSFET，能够在低 V_IN 时以升压模式支持略大的负载电流。当以电池电压范围低端的 6V 电压工作时，最大负载电流限定为 800mA。如果需要，可以监视电源良好指示器 /V2GD，以在 12V 交流电源存在时，允许提高负载电流。

采用多种电源的设计常常需要进行某种电源 (比如：墙上适配器) 的“热插拔”，因而在输入端上引起噪声和电感性振铃。可以通过降低电缆电感或增大输入端的电容和 / 或阻抗来减轻这类瞬态问题，但是在有些系统中，这么做是不切实际的。基于 LTC3118 的设计能够以几种方式更好地管理这类变化和瞬态。2.5V 至 18V 的宽输入电压范围可耐受正和负方向上的电感电缆振铃。单独的 RUN1 和 RUN2 引脚允许针对每个输入设定定制化 UVLO 值，如图 3 所示。

图 3：(a) LTC3118 原理图 (b) 效率曲线

图 4a 显示在理想二极管模式下，电感电缆插入 V_IN2 端时的热插拔情况。如图所示，由于长电缆的电感，12V 交流适配器过冲至 17V。图 4b 显示电缆拔出时的响应。如图所示，LTC3118 用 V_IN2 工作，直至 UVLO 在 9V 左右起作用以及用 V_IN1 恢复运行为止。在两种情况下，平均电流环路快速对电感器电流进行必要的控制，从而使输出端的瞬态最小，输出端采用了 100µF 电容器。

图 4：(a) 交流适配器插入 (b) 交流适配器拔出

USB / 系统电源或 3 节锂离子电池以优先级模式运行，启动突发模式以延长电池寿命

基于 LTC3118 的第二个应用如图 5 所示。在这个例子中，3 节锂离子电池组成的电池组放置在 V_IN2，V_IN1 端用于 USB 输入。因为较低电压的 USB 输入可用时，应该选择用 USB 输入工作，那么 LTC3118 就设定为 V_IN1 优先模式。当用 USB 工作时，V_IN1 和 V_OUT 的电压大小是类似的。在升压模式和降压模式的转换边沿，LTC3118 的内部 PWM 电路无缝转换，从而使所引起的电感器和输出电压抖动最小。

图 5：(a) LTC3118 原理图 (b) 效率曲线

用任一电源运行时，突发模式工作可提高轻负载时的效率，如图 5b 所示。就电池输入而言，轻负载效率显然是很重要的，不过，如果由另一部便携式设备供电，那么 USB 输入也有益。LTC3118 的平均电流模式控制方式提供了卓越的负载阶跃响应，甚至在突发模式工作时也是如此。在图 6a 中示出了从一个 100mA 负载 (此时器件工作在突发模式) 至一个 600mA 负载阶跃 (此时 LTC3118 快速进入 PWM 模式) 的转换，其最大限度地抑制了 V_OUT 瞬变。请注意，USB 3.0 支持高达 1.5A 充电电流，但是在数据传送时电流限制为 900mA，拟议中的 USB 3.1 标准支持高达 2A 电流。

LTC3118 有固定的 3A (最小) 电感器电流限制，那么就 5V 和 12V 输出而言，在 (或接近) 升压模式时，随 V_IN 变化可支持的最大负载电流降低，如图 6b 所示。在决定输入源电压时，这是需要考虑的一个重要因素，因为输入源电压与所需输出电压以及负载功率预算有关。如果 LTC3118 的 V_CC 电源是从 5V 输出反馈而来，如图 5a 所示，那么在低输入电压时的最大负载电流可以得到改善，如图 6b 所示。

图 6：(a) 突发模式工作时的负载阶跃性能。(b) 就 5Vout 和 12Vout 而言的最大负载电流。

备份系统

图 7 显示了一个备份电源系统，其中 V_IN1 端的主电源由 12V 系统电源轨或铅酸电池供电。V_IN2 端的 10mF 存储电容器由一个图中未显示的单独电源充电至 18V。一旦优先使用的 V_IN1 电源中断，/V1GD 指示信号就变为高电平，以向系统发出提示，然后 LTC3118 开始用 V_IN2 工作，以保持 V_OUT 稳定。

图 7：备份系统保持系统状态多于 1 秒以完成数据存储

进行备份时的示波器照片如图 7 所示，在这支持 200mA 负载多于 1 秒以实现受控的停机。输入端的可用能量由下式给出：

在这支持 200mA 负载多于 1 秒以实现受控的停机。

在这种情况下，从 LTC3118 吸取恒定的 200mA 负载电流，因为 V_IN 电容器的电量在 1.35 秒内耗尽。输出能量是 1.35 焦耳，结果在包括超级电容器损耗后的平均转换效率为 84%。

V_CC 从 V_OUT 获得反馈，从而允许 V_IN2 在此过程中于低至 2.2V 的电压条件下运作。在该场合中，RUN2 引脚连接在 V_IN2 和V_OUT 之间，因而要求 V_IN1 上的系统电源最初启动 V_OUT，并确保当 V_IN2 在后备供电过程中下降时执行干净的停机运行方式，如图所示。根据系统的要求可以容易地改变存储电容和 V_IN2 上的电压。

总结

LTC3118 整合了智能 PowerPath 控制器和单电感器降压-升压型转换器，从而产生了一个适合多输入设计的紧凑平台。该器件提供宽输入 / 输出电压范围，能够在降压模式支持 2A 负载电流，因此成为一个适用于多种应用的可靠解决方案。LTC3118 独特的开关架构允许用高于或低于稳定输出电压的输入电压工作。该 IC 包括必要的控制和指示信号引脚，以使设计师能够实现最大的系统灵活性。平均电流模式控制在切换时针对输出负载阶跃或输入电压阶跃提供快速响应。凭借凌力尔特公司最新一代降压-升压型内核和突发模式工作，可以同时实现低噪声和高效率。