高壓數(shù)字電力系統(tǒng)管理的演進

LTC3886 可接受高達 60V 的輸入并產(chǎn)生兩個 0.5V 至 13.8V 的電壓 輸出 — 使 IT 能夠輕松插入工業(yè)服務器 和汽車環(huán)境作為中間或負載點 （POL）供應。具有同樣令人印象深刻的輸入 / 輸出范圍的其他控制器無法與 LTC3886 的數(shù)字管理相媲美 能力。它的 I2基于 C 的 PMBus 兼容串行接口允許 電源設計人員配置、監(jiān)控、控制和擴展 通過基于 PC 的圖形化 LTpowerPlay 實現(xiàn)功能，然后存儲 LTC3886 的板載 EEPROM 中的最佳生產(chǎn)設置。 無需更改電路板，因為功能和優(yōu)化 設置（包括補償）可以通過軟件更改。

這款 2 通道多相 DC/DC 同步降壓型器件 開關(guān)穩(wěn)壓控制器采用恒定頻率， 電流模式架構(gòu)，具有精確的輸入和輸出 電流檢測和可編程環(huán)路補償， 采用 52 引腳 （7mm × 8mm） QFN 封裝。 精確的電壓和電流檢測，可調(diào)補償 和專用 PGOOD 引腳使 LTC3886 非常適合 需要多功能電源系統(tǒng)的工業(yè)應用 設計、控制、監(jiān)控、編程和精度。

靈活的功能集

圖 1 示出了 LTC3886 的通用原理圖。這 100kHz 至 750kHz PWM 開關(guān)頻率范圍，以及 低 RDS（ON）集成 N 溝道 MOSFET 柵極驅(qū)動器 支持大量外部組件并啟用 電源能力和系統(tǒng)成本優(yōu)化。LTC3886 能夠輕松容納 各種工業(yè)、醫(yī)療和 負載點應用，由于 靈活的可編程功能集，可 解決手頭的特定應用。

圖1.LTC3886 具有通用性和靈活性。它具有廣泛的輸入和輸出范圍，并且可以通過PMBus高度定制。還可以通過數(shù)字總線獲得準確的遙測。所有功能均可通過LTpowerPlay進行控制。

圖2.LTpowerPlay。

適應性通過 可編程性

以下參數(shù) LTC3886 是可配置的，并且 可存放在板載 EEPROM 中 通過 I2C/SMBus 接口：

輸出電壓、過壓、 欠壓和過流限制

輸入開/關(guān)電壓、輸入過壓 和輸入過流警告

數(shù)字軟啟動/停止、排序、 邊距

控制回路補償

PWM開關(guān)頻率和相位

故障響應和故障傳播通過 故障引腳

設備地址

開關(guān)頻率、器件相位 輸出電壓也是可編程的 使用外部配置 電阻。此外，所有 128 種可能 地址可通過電阻選擇。

電源良好、排序和 可編程故障響應

每個專用的 PGOOD 引腳 通道簡化了基于事件的啟用 跨多個 LTC3886 和 其他電源系統(tǒng)管理IC。這 LTC3886 還支持基于時間的排序。 等待TON_DELAY金額后 運行引腳變高后的時間， 打開 PMBus 命令，或 V在引腳電壓上升到預編程以上 電壓，輸出使能。

基于時間的斷電排序為 以類似的方式處理。確保適當?shù)?基于時間的排序，只需連接所有 SHARE_CLK引腳連接在一起 一起所有電源的 RUN 引腳 系統(tǒng)管理 IC。The LTC3886 故障引腳可配置為指示 各種故障，包括 OV、UV、OC、 OT、定時故障和峰值電流故障。 此外，還可以拉動故障引腳 外部電源低，表示故障 在系統(tǒng)的其他部分。這 LTC3886 的故障響應是可配置的 并允許以下選項：

忽視

立即關(guān)閉 — 閉鎖

立即關(guān)機 - 按時間間隔無限期重試 在MFR_RETRY_DELAY中指定

故障記錄和遙測

LTC3886 支持故障記錄、 存儲遙測和故障狀態(tài) 持續(xù)更新的 RAM 中的數(shù)據(jù) 緩沖區(qū)。故障事件發(fā)生后， 緩沖區(qū)從內(nèi)存復制到EEPROM 并成為持久的故障日志， 可以在以后讀回 以確定導致故障的原因。

電視抄送引腳最大值 效率

艾克斯電視抄送提供引腳以最小化 應用斷電和支持 電壓范圍為 5V 至 14V。它使設計成為可能 具有最佳的電路效率和 最小的芯片溫度，并能夠 LTC3886 可高效為其自身供電 輸出電壓偏置功率。

準確度和精密度

現(xiàn)代應用需要供應 電壓調(diào)節(jié)和監(jiān)控 嚴格的公差。這些要求 滿足高速模擬控制 環(huán)路和集成 16 位 ADC 和 12 位數(shù)字轉(zhuǎn)換器。輸出電壓精度 的 LTC3886 保證在 ±0.5% 在整個工作溫度下。在 另外，輸出電壓過壓 和欠壓比較器有 在整個溫度范圍內(nèi)誤差小于 ±2%。 LTC3886 的調(diào)節(jié)和監(jiān)控 精度降低系統(tǒng)總成本 具有較少的輸出電容，而 仍然滿足嚴格的輸入電壓 下游IC的要求。

獨特的高壓側(cè)60V輸入電流 檢測放大器測量輸入電流 在整個溫度范圍內(nèi)誤差小于 ±1.2%。 保證輸出電流 在整個溫度范圍內(nèi)精確到 ±1.5%。這 內(nèi)部芯片溫度測量 的 LTC3886 保證準確 至0.25°C，外部溫度 遙測的誤差小于 ±1°C。

擴張

最先進的電源管理 系統(tǒng)需要增加功率和 控制，但必須適應減少 電路板空間。并聯(lián)多相電源軌 是大功率的最佳解決方案 要求，因為它們使高 功率密度和高效可擴展性。 LTC3886 支持準確的 最多六個多相均流 多個 LTC3886 之間的相位。這 允許系統(tǒng)設計人員增加功耗 根據(jù)需要進行階段。此外，雙相LTC3870多相擴展器IC 與 LTC3886 無縫配接至 在較低的位置創(chuàng)建 6 相多相電源軌 價格點。圖3所示為4相解決方案。圖 4 顯示了動態(tài) 階段之間的電流共享。?

圖3.高效率 425kHz 4 相、48V 輸入至 5V 輸出、50A 降壓型轉(zhuǎn)換器采用 LTC3870 相位擴展器和 LTC3886。

圖4.圖3所示4相電路的動態(tài)均流;加載步驟（a）上升和（b）下降。

LTC3870 不需要額外的 I2C 地址，它支持所有可編程功能以及故障保護。當使用多個 LTC3886 / LTC3870 配置一個多相電源軌時，用戶只需共享連接至該電源軌的所有通道的 SYNC、ITH、SHARE_CLK、故障n、PGOODn 和 ALERT 引腳。所有通道的相對相位應設置為等間距。這種相位交錯產(chǎn)生最低的峰值輸入電流和最低的輸出電壓紋波，并降低了輸入和輸出電容的要求。

系統(tǒng)架構(gòu)師通常會對電源系統(tǒng)進行分段以滿足功能和電路板空間要求：LTC3886 / LTC3870 多相電源軌通過分解電源和控制組件來簡化分段，從而允許它們輕松放置在可用空間中。碎片化還會將電源系統(tǒng)的熱量分散到PCB上，從而簡化整體熱提取并減少熱區(qū)。

級數(shù)

圖 2 顯示了來自 LTpowerPlay，一個強大的基于Windows的 軟件開發(fā)工具 圖形用戶界面 （GUI） 完全 支持 LTC3886。LTpowerPlay 在連接到時增強評估 演示板和直接應用于應用 硬件。LTpowerPlay提供 無與倫比的開發(fā)，診斷 和調(diào)試功能。遙測、系統(tǒng) 故障狀態(tài)和 PMBus 命令值 都可以通過 圖形用戶界面。LTC3886 和其他電源 系統(tǒng)管理IC可以獨一無二 使用LTpowerPlay輕松配置。

可調(diào)補償

LTC3886 提供了可編程環(huán)路 補償以確保環(huán)路穩(wěn)定性 并優(yōu)化瞬態(tài)響應 控制器，無需任何外部 組件更改。日子一去不復返了 煞費苦心的焊接和解焊 要實現(xiàn)的組件眾多 理想的補償。點擊幾下 使用LTpowerPlay的鼠標，以及 LTC3886 能夠具有最佳補償。 控制環(huán)路可快速微調(diào) 無痛，無論最后一分鐘如何 組件替換或變體。 這使設計人員能夠擠壓 系統(tǒng)性能最大化 通過去除不必要的輸出電容 同時節(jié)省電路板空間和成本。

編程循環(huán)的過程 薪酬總結(jié)如下 圖 5、6 和 7。誤差放大器 gm（圖 5） 可通過以下方式進行編程 1.0毫米霍到5.73毫米霍使用位[7：5] 的MFR_PWM_COMP命令， 和補償電阻R千, LTC3886 內(nèi)部是可編程的 從 0kΩ 到 62kΩ，使用 bits[4：0] 的 MFR_PWM_COMP命令。只有兩個 外部補償電容器，C千和 C四氫大麻酚，在設計中是必需的 和 C 之間的典型比率千和 C四氫大麻酚設置為典型值 10。

圖5.可編程環(huán)路補償。

圖6.誤差放大器 gm調(diào)整。

圖7.R千調(diào)整。

通過調(diào)整gm和 R千只有， LTC3886 提供了一種可編程型 二、補償網(wǎng)絡優(yōu)化 寬輸出范圍的環(huán)路 電容器和補償元件 公差。調(diào)整 gm的錯誤 放大器按比例改變 補償環(huán)路的增益 整個頻率范圍，無需移動 極點和零點位置，如圖所示 在圖 6 中。調(diào)整 R千電阻器 更改極點和零點位置，如 如圖 7 所示。一旦電壓 LTC3886 的電流范圍為 確定，對輸出的更改 電壓或電流限制不影響 環(huán)路增益。當輸出電壓 通過任一變化的電壓進行修改 命令，或通過邊距，瞬態(tài) 電路的響應保持不變。

準確的遙測 優(yōu)化系統(tǒng)效率 帶中間總線

LTC3886 具有一個寬輸入電壓 范圍為 4.5V 至 60V，輸出 電壓范圍為0.5V至13.8V。這 使得 LTC3886 成為絕佳的選擇 用于有效調(diào)節(jié)高壓 輸入電源電壓低至 A 中間總線電壓。中間體 總線電壓為下游供電 負載點轉(zhuǎn)換器 （POL）。

用作中間總線時 為下游電源供電的變頻器 系統(tǒng)管理 POL，LTC3886 使用戶能夠優(yōu)化中間體 總線電壓可實現(xiàn)最高效率。 由于電壓和電流遙測 由 LTC3886 和電源提供 系統(tǒng)管理IC是如此精確， 可以實時生成準確的系統(tǒng)效率測量值。這 反過來，可以創(chuàng)建一個 優(yōu)化程序，其中微控制器 確定最佳中間體 適用于各種條件的總線電壓。

為了演示這一點，一個 9V 至 13V LTC3886 使用輸出中間電源 為配置的 LTM4676 8 相演示電路的輸入供電 作為負載點轉(zhuǎn)換器，作為 如圖 8 所示。凌力爾特技術(shù) 林杜伊諾一號演示板 （www.analog.com/en/technical-articles/meet-linduino） 測量和計算總效率 通過讀取準確的系統(tǒng) 電壓和電流遙測來自 LTC3886 和 LTM4676 通過 PMBus。 Linduino應用程序測量了 多個中間系統(tǒng)的總效率 總線電壓和修改 中間總線電壓最低 輸入功率，實現(xiàn)最高系統(tǒng) 效率，無需用戶干預。?

圖8.LTC3886 設置為一個中間總線來驅(qū)動一個電源管理 IC POL 轉(zhuǎn)換器。Linduino One 演示電路使用 LTC3886 中間電源和 POL IC 的遙測數(shù)據(jù)，通過在負載電流變化時調(diào)節(jié)中間總線電壓來優(yōu)化系統(tǒng)效率。

LTC3886 的效率與 中間總線電壓如 圖9.系統(tǒng)總效率與 中間總線電壓顯示在 圖 10.曲線表示載荷點 電流為 10A、20A、40A、80A 和 100A，峰值效率偏移 負載電流的相應值。更高的負載 電流需要更高的中間值 總線電壓以峰值效率運行。 將中間總線電壓設置為 過高的固定電壓會降低 系統(tǒng)的總效率低 負載電流。與使用 標準固定 12V 中間總線 電壓，優(yōu)化中間體 采用 LTC3886 的總線電壓改善了 負載電流10A時效率提高6.2%， 20A時為3.5%，40A時為1%。這種技術(shù) 實現(xiàn)效率優(yōu)化 超過系統(tǒng)的全部工作負載。

圖9.LTC3886 效率與輸出的關(guān)系。

圖 10.系統(tǒng)效率。

總結(jié)

LTC3886 擴展了凌力爾特的產(chǎn)品組合 電力系統(tǒng)管理控制器數(shù)量 進入高壓領域。一個廣泛的 輸出電壓范圍：0.5V至13.8V， 以及精確的電壓和電流 感應、可調(diào)補償和 專用 PGOOD 引腳，提供 LTC3886 用戶最大的設計靈活性和 性能。LTC3886 非常適合 有需求的工業(yè)應用 多功能電源系統(tǒng)設計、控制、 監(jiān)控、編程和準確性。