LTC?3875 是一款功能豐富的雙輸出同步降壓型控制器,可滿足現(xiàn)代高速、高容量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、電信系統(tǒng)、工業(yè)設(shè)備和 DC 配電系統(tǒng)的功率密度要求。
LTC3875 的特性包括:
4.5V至38V輸入范圍和0.6V至3.5V輸出范圍
專有的電流模式架構(gòu)增強(qiáng)了電流檢測信號(hào)的信噪比,允許使用超低 DCR 功率電感器來最大限度地提高效率并減少開關(guān)抖動(dòng)。
快速瞬態(tài)響應(yīng),便于高密度設(shè)計(jì),輸出電容更小。
遠(yuǎn)程輸出電壓檢測和 ±0.5% 基準(zhǔn) (0.6V) 窗口以實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)。
片上驅(qū)動(dòng)器采用 6mm ×6mm QFN 封裝,可滿足苛刻的空間要求。
易于并聯(lián)多相操作,適用于大電流應(yīng)用。
雙輸出轉(zhuǎn)換器(1A時(shí)為0.30V,1A時(shí)為5.30V)
圖1所示為典型的4.5V~14V輸入、雙輸出解決方案。LTC3875 的兩個(gè)通道以一個(gè) 180° 相移相對(duì)運(yùn)行,從而減小了輸入 RMS 電流紋波和電容器尺寸。每相具有一個(gè)頂部 MOSFET 和一個(gè)底部 MOSFET,以提供高達(dá) 30A 的輸出電流。
圖1.一款雙輸出轉(zhuǎn)換器 (1.0V 在 30A 和 1.5V/30A),內(nèi)置 LTC3875。
與 LTC3866 類似,LTC3875 采用一種獨(dú)特的電流檢測架構(gòu)來增強(qiáng)其信噪比,從而實(shí)現(xiàn)通過一個(gè)非常低的電感器 DCR(1mΩ 或更小)的小檢測信號(hào)進(jìn)行電流模式控制。結(jié)果,效率大大提高,抖動(dòng)減少。電流模式控制可實(shí)現(xiàn)快速逐周期電流限制、均流和簡化的反饋補(bǔ)償。
LTC3875 能夠檢測一個(gè)低至 0.2mΩ 的 DCR 值,并采用仔細(xì)的 PCB 布局。LTC3875 采用兩個(gè)正檢測引腳 SNSD 和 SNSA 來采集信號(hào)。SNSD的濾波時(shí)間常數(shù)應(yīng)與輸出電感的L/DCR相匹配,而SNSA的濾波器應(yīng)具有比SNSD大的五倍帶寬。此外,可以使用額外的溫度補(bǔ)償電路來保證在很寬的溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確的電流限制。+++++
使用超低 DCR 電感器可優(yōu)化效率。如圖2所示,強(qiáng)制連續(xù)模式(CCM)下的總解決方案效率在87.3V/1A輸出時(shí)為0.30%,在89.8V/1A時(shí)為5.30%。熱點(diǎn)(底部MOSFET)溫升為57°C,沒有任何氣流,如圖3所示,其中環(huán)境溫度約為23°C。
圖2.兩個(gè)通道的效率比較。
圖3.熱測試結(jié)果。
LTC3875 具有快速瞬態(tài)響應(yīng),并通過一種專有解決方案最大限度地減小了下沖。峰值電流模式控制由于其逐周期峰值電流限制和易于補(bǔ)償而廣泛用于開關(guān)轉(zhuǎn)換器。然而,峰值電流模式控制的固有開關(guān)周期延遲會(huì)導(dǎo)致負(fù)載升壓時(shí)輸出電壓的較大下沖。LTC3875 通過使用一種動(dòng)態(tài)開關(guān)頻率調(diào)整方案克服了下沖問題。內(nèi)部瞬態(tài)檢測器能夠檢測一個(gè)大的電壓下沖,從而導(dǎo)致 LTC3875 以兩倍于預(yù)設(shè)開關(guān)頻率運(yùn)行功率級(jí),持續(xù)約 20 個(gè)周期。
圖4顯示,在使能快速瞬態(tài)后,在2A負(fù)載下,開關(guān)周期延遲從18.1μs降低到2.95μs,電壓下沖從67mV降低到5.29mV (降低15%)。換言之,在快速瞬態(tài)使能的情況下,LTC3875 可以實(shí)現(xiàn)與不帶瞬態(tài)性能相同的瞬態(tài)性能,但輸出電容減少了 20%,從而提高了功率密度并降低了總成本。與其他非線性控制方法相比,LTC3875 使用的響應(yīng)方案是線性的,從而簡化了整體設(shè)計(jì)。
(a) 快速瞬態(tài)禁用。
(b) 啟用快速瞬態(tài)。
圖4.瞬態(tài)比較。
單輸出、雙相、高電流轉(zhuǎn)換器 (12V 至 1V/6A)
LTC3875 可輕松配置為一款雙相單輸出轉(zhuǎn)換器,以實(shí)現(xiàn)更高電流解決方案。圖5所示為一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器,該轉(zhuǎn)換器從1V輸入產(chǎn)生60V、12A輸出。如果需要,多個(gè)IC可以并聯(lián)和相位交錯(cuò),以獲得更高的電流。
圖5.轉(zhuǎn)換器使用 LTC3875 的兩個(gè)通道來實(shí)現(xiàn)一個(gè)具有 1A 額定電流的單 60V 輸出。
兩個(gè)通道之間的直流均流如圖6所示。使用1.6mΩ DCR電感器時(shí),滿載時(shí)的差值約為0.32A。得益于峰值電流模式控制架構(gòu),動(dòng)態(tài)均流也非常好,如圖7所示。
圖6.60A解決方案的直流均流如圖5所示。
圖7.60A解決方案的動(dòng)態(tài)均流如圖5所示。
結(jié)論
LTC3875 在一個(gè) 6mm × 6 引腳 QFN 中提供了高效率、可靠的電流模式控制、超低 DCR 檢測和強(qiáng)大的集成驅(qū)動(dòng)器。它支持溫度補(bǔ)償 DCR 檢測,可實(shí)現(xiàn)高可靠性。其快速瞬態(tài)響應(yīng)有助于以最小的輸出電容改善瞬態(tài)響應(yīng)。跟蹤、多芯片操作和外部同步功能填充了其功能菜單。LTC40 非常適合于高電流應(yīng)用,例如電信和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、工業(yè)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用。
審核編輯:郭婷
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