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电信和数据通信系统中电源的扩展性智能IC解决方案


时间:2017-11-17 作者:仪商网
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在功率链路器件方面,LTC7851/-1 可以与 DrMOS、电源构件以及分立式 N 沟道 MOSFET 加上有关栅极驱动器一起使用,从而能够实现灵活的设计配置。用两个 IC 时,多达 8 个相位可以并联并异相定时,这对于超过 260A 的非常大的电流需求而言,可以最大限度降低输入和输出滤波要求。用 3 个 IC 时,使用一个外部时钟芯片,例如 LTC6902,多达 12 个相位就能够以 30 度相位差实现异相定时。

此外,并联时,LTC7851/-1 的内部辅助电流均分环路在各个相位之间平分电流,从而能够在稳定状态和发生瞬态事件时,横跨多个 IC 在相位之间实现准确的电流均分。这不仅减轻了一个通道携带太大负载电流的问题,还减轻了热量设计负担。该器件用 3V 至 5.5V 的 VCC 电源电压运行,设计为用 3V 至 27V 的输入电压实现降压转换。它产生 1 至 4 个 0.6V 至 5V 的独立输出电压。该器件的电压模式控制架构允许 250kHz 至 2.25MHz 的可选固定工作频率,或者可以同步至一个相同范围的外部时钟。输出电流通过监视输出电感器 (DCR) 两端的电压降来检测,以实现最高效率,或者通过使用一个低阻值的检测电阻器来检测。内置差分放大器面向所有输出提供真正的远端输出电压检测,以实现高准确度调节。

LTC7851-1 类似于 LTC7851,但电流检测放大器增益更低,非常适合使用 DrMOS、具内部电流检测的功率链路应用。每个相位的其他特点包括电流监视、可调电流限制、可编程软启动或跟踪以及单独的电源良好信号。该器件在 –20°C 至 +85°C 的工作温度范围内保持 ±0.75% 的输出电压准确度,采用 58 引线 5mm x 9mm QFN 封装。另外还应该认识到,就满足如今的定制芯片和 ASIC 的瞬态响应要求而言,一个良好设计的准确基准可以极大地减少所需大容量输出电容器的数量。以下图 1 显示了一个简化的原理图,该电路用 DrMOS 作为功率链路器件,将 10V 至 14V 输入转换成 0.95V/160A 输出。




效率

图 2 中的 LTC7851 效率曲线可作为图 1 原理电路的效率曲线示例,这时 12V 输入电压降压至 0.95V,输出电流高达 160A。可以实现高达 94% 的效率。


电流均衡

当多个 LTC7851/-1 通道并联以驱动一个共用负载时,准确的输出电流均分是实现最佳性能和效率所必不可少的。否则,如果一级提供的电流大于另一级,那么两级之间的温度就会不同,这就有可能导致更大的开关 RDS(ON)、更低的效率和更大的 RMS 纹波。在多相设计中,甚至很少量的失配也可能极大地降低总体可用功率。

就单输出多相应用而言,LTC7851/-1 包含一个辅助电流均分环路,在该环路中,每个周期都对电感器电流采样。主控制器的电流检测放大器输出在 IAVG 引脚上进行平均。从 IAVG 到 GND 连接一个小型电容器 (典型值为 100pF),该电容器存储对应于主控制器瞬态平均电流的电压。主控制器相位和从属控制器相位的 IAVG 引脚连到一起,每个从属控制器相位对其电流与主控制器电流之差进行积分。在每个相位之内,按比例求取积分器输出和系统误差放大器电压 (COMP) 之和,从而可调节该相位的占空比以均分所有电流。当多个 IC 以菊花链方式连接时,所有 IAVG 引脚连到一起,从而导致电流出现几个百分点的失衡。凭借 LTC7851 严格的电流均分规格,设计师将能够从如今的 DrMOS 器件中抽取最大输出电流。

以下图 3 显示了 4 个相位中每一个的电感器电流检测电压随负载电流的变化,以及在整个负载范围内这些相位之间怎样良好均衡。


关键词:控制器 电源系统 通信网络    浏览量:467

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