2MHz雙通道DC/DC控制器為高降壓比做好準備

曾經被認為是極端的電氣條件現(xiàn)在已成為常態(tài)?，F(xiàn)代電子系統(tǒng)需要高電流和極低電壓，在 DC/DC 轉換器看來，這可能是間歇性電氣短路。低于0.9V的電源軌需要25A或更高的電流的情況并不少見。在這種環(huán)境下，嚴格的總差分調節(jié)精度對于實現(xiàn)內核處理器和大型ASIC供電所需的苛刻電壓容差至關重要。此外，PCB和元件尺寸的限制推高了轉換器的工作頻率，以便使用更小的元件。

LTC3838 和 LTC3839 控制器專為滿足要求最苛刻的低輸出電壓、高負載電流應用的需要而設計。兩者都具有卓越的差分調節(jié)精度和快速瞬態(tài)響應。受控導通時間架構可產生低至 30ns 的最小導通時間，并且能夠在 200kHz 至 2MHz 范圍內切換頻率，并與一個外部時鐘同步。

圖1.4.5V至38V輸入，1.2/15A，1.5V/15A雙輸出，350MHz降壓轉換器。當輸出直接通過電阻分壓器網絡進行檢測時，通道1中的遙感方案模仿通道2中使用的傳統(tǒng)反饋。LTC3838 的新穎遠程檢測方案免除了其他器件所需的差分放大器輸出引腳。

除了架構優(yōu)勢外，專有的檢測瞬態(tài)釋放 （DTR） 功能還改善了高降壓比、低輸出電壓應用中的瞬態(tài)性能。這使得 LTC3838 / LTC3839 能夠保持準確度并比其它拓撲更快地響應負載瞬變。

在高輸出電流電源應用中，充分了解整體調節(jié)精度非常重要。為此，LTC3838 和 LTC3839 在內部組合了輸出差分放大器和誤差放大器，并將 DC、線路和負載調節(jié)輸出電壓誤差指定為單個集總參數(shù)。這使得 LTC3838 和 LTC3839 能夠實現(xiàn)其他控制器所不具備的總差分準確度水平。

圖2.開關頻率恒定，穩(wěn)態(tài)時鎖相，但通過瞬時調整開關頻率來實現(xiàn)快速瞬態(tài)性能：在負載階躍上增加開關頻率;在負載釋放時減少它。

LTC3838 和 LTC3839 使得高頻開關在高輸入電壓、低輸出電壓轉換器中切實可行。這兩款器件都可以在高開關頻率下產生高降壓比，同時在重負載電流下保持高效率——這在以前由于其他架構固有的開關損耗和局限性更大而具有挑戰(zhàn)性。例如，在圖 12 所示的典型 3V 輸入至 3.25V/3A 輸出應用中，LTC3838 / LTC3839 在 93MHz 時可提供 2% 的峰值效率。

圖3.2MHz、3.3V/25A降壓轉換器。LTC3838 / LTC3839 能夠在高于 AM 無線電頻段 （fSW > 1.8MHz） 的開關頻率下運作。高開關頻率允許使用基底面非常小的電感器，因此整個電路可以安裝在兩側填充的0.9in2區(qū)域內。峰值效率為95%，滿載效率在25A時遠高于90%，即使在2MHz頻率下也是如此。

靈活的雙/單路輸出，高精度遠程檢測

LTC3838 的雙通道可針對雙輸出或單輸出應用進行配置，而 LTC3839 則專用于單輸出應用。在每通道電流高達 4A 的應用中，兩者都將 5.38V 至 40V （絕對最大值為 0V 的輸入）向下轉換為 6.5V 至 5.6V （25V 絕對最大值） 的輸出。

其遙感差分反饋具有 ±0.67% 的電壓調節(jié)精度，而遠端電源接地的偏差可能高達 ±500mV。

LTC3838 的第二個通道能夠提供一個獨立的 ±1% 輸出，或與第一個通道一起用作單輸出、更高電流應用的多相通道之一。對于較高的負載電流或為了最大限度地提高效率，多個 LTC3838 和 LTC3839 可以并聯(lián)多達 12 相。

快速瞬態(tài)性能，恒定頻率

LTC3838 和 LTC3839 采用新的受控導通時間、谷值電流模式架構，專為快速瞬態(tài)性能而作準備。這種架構保留了恒定導通時間控制器的優(yōu)點：它通過一系列連續(xù)的導通時間脈沖響應負載突然增加，中間的關斷時間非常短，無需像固定頻率控制器那樣等待下一個開關周期。在負載釋放期間，LTC90 / LTC3838 延遲頂部 FET 的導通，直到電感器電流降至所需值，從而防止對輸出電容器過度充電。一旦瞬態(tài)條件消退，開關頻率將迅速恢復到編程的標稱或外部時鐘頻率。

同時，調整導通時間（因此控制導通時間），使開關頻率在穩(wěn)態(tài)操作期間恒定，與其內部可編程或外部時鐘同步，以模擬具有可預測開關噪聲的固定頻率控制器。

高寬降壓比、開關頻率

LTC3838 / LTC3839 的 30ns 最小導通時間 （60ns 有效導通時間，具有死區(qū)時間延遲） 可實現(xiàn)高 VIN 至低 VOUT 應用的低占空比 （即使該器件在高頻下工作也是如此）。90ns 的最小關斷時間有助于實現(xiàn)高占空比操作，并在 VIN 僅略高于穩(wěn)壓 VOUT 時避免輸出壓降。

LTC3838 和 LTC3839 能夠實現(xiàn)一個 200kHz 至 2MHz 的整整十年可編程開關頻率。它們可以同步到編程頻率的 ±30% 的外部時鐘。

新型瞬態(tài)檢測可降低負載釋放 VOUT 過沖

隨著輸出電壓變低，VIN至VOUT降壓比增加，一個主要挑戰(zhàn)是在快速負載電流下降期間限制VOUT的過沖。LTC3838 / LTC3839 的一個創(chuàng)新特性是通過監(jiān)視 ITH 負轉換速率來間接檢測“負載釋放”瞬變。

圖圖4.瞬態(tài)檢測通過檢測瞬態(tài)（DTR）引腳完成，該引腳的直流偏置略高于1/2 INTVCC，并通過補償電容CITH1交流耦合到ITH引腳。等效補償電阻 RITH = RITH1 ||RITH2.

檢測通過檢測瞬態(tài)（DTR）引腳完成，該引腳通過補償電容耦合到ITH引腳。在穩(wěn)態(tài)下，DTR引腳仍略高于檢測閾值（INTV電壓的一半）抄送引腳），帶有 INTV 補償電阻的分壓器抄送到SGND。

圖5.負載釋放檢測瞬態(tài) （DTR） 功能顯著降低了 Vout超調和恢復監(jiān)管的時間。（陰影是在負載釋放步驟觸發(fā)的示波器上無限持久獲得的。

如果負載電流突然下降，輸出電壓會過沖，ITH會迅速下降。如果DTR引腳降至INTV的一半以下抄送，LTC3838 / LTC3839 暫時關斷底部 MOSFET，電感器電流流過底部 MOSFET 的體二極管。這增加了電感兩端的反向壓降，使電感電流更快地降至零，從而降低V外通過減少輸出電容的過充電進行過沖。

一旦電感電流達到零，底部 MOSFET 重新導通，將電感電流拉至負，使輸出電容放電以恢復調節(jié)。

結論

LTC?3838 和 LTC3839 是高性能、功能豐富的兩相、同步降壓型 DC/DC 控制器，在雙輸出或單輸出應用中出色地滿足高電流、低電壓負載的性能要求。

圖6.LTC3839 采用單 1.2V/50A 輸出、兩相、300kHz、DCR 檢測、降壓型轉換器，并具有檢測瞬態(tài)負載釋放 （DTR） 功能，可實現(xiàn) VOUT 過沖降低。LTC3838 也可在此處使用。LTC3838 / LTC3839 非常適合于為低電壓、高電流、快速轉換速率負載供電 （例如采用一個微處理器）。

其受控導通時間架構保留了傳統(tǒng)恒定導通時間控制器的快速響應和低導通時間，并允許恒定頻率和外部時鐘同步。

其他獨特特性包括新型遠程輸出檢測（允許 ±500mV 遠程接地）和負載釋放瞬態(tài)檢測，用于減少過沖。

此外，LTC3838 和 LTC3839 還包括一些常用特性，例如：

外部 V抄送用于降低控制器損耗的電源引腳

連續(xù)可編程的電流限制范圍，可通過任一 R 實現(xiàn)靈活性意義或電感直流電阻檢測

可選擇輕負載操作模式：非連續(xù)操作（類似于突發(fā)模式操作）以提高效率，或強制連續(xù)操作以實現(xiàn)恒定頻率?

過壓保護和限流折返

每個輸出的軟啟動/電源軌跟蹤、PGOOD和RUN引腳。

LTC3838 采用 38 引腳 QFN （5mm × 7mm） 封裝和 TSSOP 封裝。LTC3839 采用一個 32 引腳 QFN （5mm × 5mm） 封裝。所有封裝均具有裸焊盤，以增強熱性能。

審核編輯：郭婷