低電壓、高電流降壓型μModule穩(wěn)壓器可獨(dú)立完成電源設(shè)計(jì)

不斷提高的功率密度要求是不斷尋找新電源解決方案的主要驅(qū)動(dòng)力。開關(guān)穩(wěn)壓器因其高效率和高性能而成為大電流應(yīng)用的首選，但開關(guān)穩(wěn)壓器并非免費(fèi)提供高功率密度。必須仔細(xì)選擇和布局組件，以最大限度地提高效率、瞬態(tài)響應(yīng)和熱性能。制造高密度開關(guān)電源需要大量的設(shè)計(jì)和測(cè)試時(shí)間，還是？

LTM4604 和 LTM4608 LTC μModule 開關(guān)穩(wěn)壓器能夠以最小的工作量創(chuàng)建高密度設(shè)計(jì)。兩款器件均為高密度電源，適用于 ≤5.5V 輸入電壓、高輸出電流、降壓型應(yīng)用。每個(gè)μModule穩(wěn)壓器采用15mm×9mm LGA表面貼裝封裝，幾乎是獨(dú)立的——只需幾個(gè)無(wú)源元件即可完成電源設(shè)計(jì)。開關(guān)控制器、MOSFET、電感器和所有支持元件都經(jīng)過(guò)精心挑選，并布置在封裝中。薄型封裝（分別為 2.3mm 和 2.8mm）可輕松安裝在 PC 板底部的未使用空間中，并簡(jiǎn)化熱管理。

LTM4604 具有一個(gè) 2.375V 至 5.5V 的輸入范圍和一個(gè) 0.8V 至 5V 的輸出范圍，而 LTM4608 則采用一個(gè) 2.7V 至 5.5V 的輸入至 0.6V 至 5V 的輸出。LTM4604 能夠以高達(dá) 4% 的效率提供高達(dá) 95A 的連續(xù)電流。LTM4608 的外形略高，由于其高效率設(shè)計(jì)和低熱阻封裝，使其能夠提供高達(dá) 8A 的連續(xù)電流。

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，組件少

圖 1 示出了采用 LTM2 的典型 5.4V/4604A 設(shè)計(jì)，圖 2 示出了由此產(chǎn)生的效率。陶瓷輸入電容集成在μModule封裝中——僅當(dāng)負(fù)載階躍預(yù)期達(dá)到全4A電平時(shí)，才需要額外的輸入電容。所需的額外輸出電容通常在 22μF 至 100μF 范圍內(nèi)。FB引腳上的單個(gè)電阻器設(shè)置輸出電壓。

圖1.采用 LTM2 的 5.4V/4604A 設(shè)計(jì)只需要幾個(gè)組件。

圖2.在圖 4604 的應(yīng)用中，LTM1 實(shí)現(xiàn)了高效率。

對(duì)于需要更高輸出電流的應(yīng)用，LTM4608 可滿足要求。圖 3 示出了采用 LTM1 的 8.8V/4608A 設(shè)計(jì)，圖 4 示出了其效率。與 LTM4604 一樣，必要的外部組件數(shù)量已減少到最低限度，從而大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作。然而，μModule的高開關(guān)頻率和電流模式控制架構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)保證了對(duì)線路和負(fù)載變化的非?？焖俚乃矐B(tài)響應(yīng)。此外，可在 LTM4604 和 LTM460408 上啟用許多功能，以滿足各種應(yīng)用的需要。

圖3.采用 LTM1 的 8.8V/4608A 設(shè)計(jì)只需要幾個(gè)組件。

圖4.在圖 4608 的應(yīng)用中，LTM3 實(shí)現(xiàn)了高效率。

豐富的功能

LTM4604 和 LTM4608 均具有 RUN 引腳控制、輸出電壓跟蹤選擇和電源良好指示器。對(duì)于需要在不同電源之間進(jìn)行電壓排序的系統(tǒng)，可以通過(guò)使用一些附加組件控制RUN引腳和PGOOD信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)排序功能。故障保護(hù)功能包括過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)和熱關(guān)斷。

LTM4608 提供了一些附加功能。可選擇突發(fā)模式操作、脈沖跳躍模式或連續(xù)電流模式，以提高輕負(fù)載效率。突發(fā)模式操作可在極輕負(fù)載下提供最高效率，而強(qiáng)制連續(xù)電流模式可實(shí)現(xiàn)最低的輸出紋波。脈沖跳躍模式在突發(fā)模式操作和連續(xù)模式之間實(shí)現(xiàn)了折衷，在保持輸出電壓紋波較低的同時(shí)提供了良好的輕負(fù)載效率。可編程輸出電壓裕量調(diào)節(jié)支持 ±5%、±10% 和 ±15% 電平。LTM4608 還允許頻率同步和擴(kuò)頻操作，以進(jìn)一步降低開關(guān)噪聲諧波。?

并聯(lián)以獲得更大功率

利用逐周期電流模式控制，LTM4604 和 LTM4608 能夠輕松并聯(lián)以提供更多輸出功率和出色的均流性能。LTM4608 包括 CLKIN 和 CLKOUT 引腳，以便能夠異相操作并聯(lián)器件，從而減小輸入和輸出紋波。通過(guò)將每個(gè) LTM12 的 PHMODE 引腳編程到不同的電平，總共可以級(jí)聯(lián) 4608 個(gè)相位以同時(shí)運(yùn)行。

圖 5 示出了兩個(gè) LTM4608 并聯(lián)以提供 16A 輸出電流的示例。圖6顯示了該電路測(cè)得的均流性能，說(shuō)明滿載時(shí)的直流均流誤差小于5%。出色的均流性能可在并聯(lián)的 LTM4608 上實(shí)現(xiàn)均衡的熱應(yīng)力，從而形成一個(gè)更可靠的系統(tǒng)。圖 7 示出了這兩款提供 4608A 輸出電流的并聯(lián) LTM16 板之間的小溫差。

圖5.兩個(gè) LTM4608 可輕松并聯(lián)以提供具有交錯(cuò)式開關(guān)操作的 1.5V/16A 輸出。

圖6.臺(tái)架測(cè)試顯示，兩個(gè)并聯(lián)的 LTM4608 在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)具有出色的均流性能。

圖7.在提供 4608A 輸出電流的兩個(gè)并聯(lián) LTM16 板之間保持了良好的熱平衡。

結(jié)論

LTM4604 和 LTM4608 15mm × 9mm μModule 穩(wěn)壓器是面向低輸入電壓和高輸出電流應(yīng)用的完整電源解決方案。它們毫不費(fèi)力地安裝到最狹小的空間（包括PCB底部）中，從而大大簡(jiǎn)化了電路和布局設(shè)計(jì)。盡管外形緊湊，但這些μModule具有豐富的功能，當(dāng)需要更大的輸出電流時(shí)，它們可以很容易地并聯(lián)。

審核編輯：郭婷