雙輸出降壓型控制器實(shí)現(xiàn)更大負(fù)載電流和更高的效率的挑戰(zhàn)

用于通信、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器和工業(yè)系統(tǒng)的低輸出電壓軌設(shè)計人員面臨著在減小電路板空間的同時實(shí)現(xiàn)更大負(fù)載電流和更高的效率的挑戰(zhàn)。LTC?3774 雙輸出降壓型控制器通過與 DrMOS 器件輕松連接來減輕這一負(fù)擔(dān)，并通過在同一封裝中集成 MOSFET 和柵極驅(qū)動器來提供高效率和小尺寸。LTC3774 能夠檢測電感器 DCR 兩端的電流 （值低至 0.2mΩ），從而通過免除一個分立式檢測電阻器來提高效率。LTC3774 的峰值電流模式架構(gòu)提供了逐周期電流限制、固有的逐周期均流和易于設(shè)計的 II 類補(bǔ)償。

小尺寸的高效率轉(zhuǎn)換器

圖 1 示出了一款工作在 1kHz 開關(guān)頻率的雙相 2.60V/3774A LTC400 轉(zhuǎn)換器。每相的功率級是FDMF6820A DrMOS，采用6mm×6mm QFN封裝，以及0.3μH單繞組鐵氧體電感，典型DCR為0.325mΩ。由此產(chǎn)生的滿載效率為89.8%，如圖2所示。轉(zhuǎn)換器的磁芯電流密度為50A/in2.

圖1.雙相、1.2V/60A LTC3774 轉(zhuǎn)換器工作在西 南部= 400kHz， 7V ≤ V在≤ 14V

圖2.電路的效率和功率損耗曲線如圖1所示。V在= 12V， V外= 1.2V

博士接口

LTC3774 的 PWM 輸出專為驅(qū)動具有一個 3 態(tài) PWM 輸入的 DrMOS 器件而設(shè)計。當(dāng)PWM信號為高電平時，頂部FET導(dǎo)通，當(dāng)PWM信號低電平時，底部FET導(dǎo)通。當(dāng)PWM信號浮動時，頂部FET和底部FET均關(guān)閉。當(dāng) LTC3774 被設(shè)置為脈沖跳躍模式或突發(fā)模式操作時，此狀態(tài)用于阻斷電感器反向電流，從而提供一個平滑的導(dǎo)通至一個預(yù)偏置輸出。LTC3774 的 PWM 輸出還可與功率塊器件和柵極驅(qū)動器以及具有外部 MOSFET 的柵極驅(qū)動器連接。?

直流電阻傳感

超低DCR檢測能力是創(chuàng)新電流檢測技術(shù)的結(jié)果，該技術(shù)提高了電流檢測信號的信噪比。連接到 SNSA+ 引腳的外部濾波器放大了 DCR 檢測電流的交流部分;直流電流通過 SNSD+ 引腳檢測，內(nèi)部放大并與交流部分相加。LTC3774 的電流比較器看到的這種重建電流檢測信號被有效地放大了 0 倍，從而使轉(zhuǎn)換器能夠保持穩(wěn)定，并在電感器 DCR 值低至 2.<>mΩ 時保持電流限制準(zhǔn)確度。

LTC3774 提供了 10mV 至 30mV 的 1 種電流限值設(shè)置，并在整個溫度范圍內(nèi)具有一個 ±25.3mV 的最差情況誤差。在電流模式控制下，相位之間的均流是緊密平衡的，如圖1所示的熱圖像所示。滿載工作的 2.60V/1A 轉(zhuǎn)換器在兩相之間產(chǎn)生的溫差小于 <>°C。

電路的熱圖像如圖1所示。f西 南部= 400kHz， V在= 12V， V外= 1.2V， I外= 60A，無氣流，環(huán)境溫度為 21°C

LTC3774 還提供了準(zhǔn)確的輸出電壓調(diào)節(jié)。每相的輸出由放置在反饋分壓器之后的差分放大器進(jìn)行檢測，以補(bǔ)償任何PCB I ? R壓降?？傉{(diào)節(jié)反饋電壓精度在整個溫度范圍內(nèi)為 ±0.75%。LTC3774 的輸出電壓范圍為 0.6V 至 3.5V。

多相操作和提高魯棒性

LTC3774 具有 CLKIN 和 CLKOUT 引腳，可實(shí)現(xiàn)多達(dá) 12 相的多相操作。多相操作可降低輸入電容器的紋波電流，在相位連接在一起的情況下，可降低輸出電壓紋波并提供更快的負(fù)載階躍響應(yīng)。?

通過在輸入端放置熱插拔?電路，在每相輸出端放置理想二極管電路，可以進(jìn)一步提高單輸出冗余（N+1）多相轉(zhuǎn)換器的可靠性。如果發(fā)生MOSFET故障，則隔離故障，保護(hù)輸出并繼續(xù)調(diào)節(jié)。LTC3774 的 HIZB 引腳進(jìn)一步提高了可靠性，該引腳在檢測到故障時浮動 PWM 輸出，從而實(shí)現(xiàn)了更可預(yù)測的 DrMOS 停機(jī)。

其他特性包括從輸出過載進(jìn)行軟恢復(fù)、可選的 NTC 補(bǔ)償 DCR 檢測、200kHz 至 1.2MHz 的可鎖相開關(guān)頻率范圍和 4.5V 至 38V 的輸入電壓范圍。

結(jié)論

LTC?3774 是一款高性能雙輸出降壓型控制器，專為采用 DrMOS 和超低 DCR 電感器的低輸出電壓、高輸出電流電源而設(shè)計。它產(chǎn)生高效率、精確的電流限制、精確的 0.6V ±0.75% 反饋電壓和故障隔離。

審核編輯：郭婷