LTC三路輸出三相控制器改善功率轉(zhuǎn)換器性能

當(dāng)今的電信、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用要求從眾多的電壓軌來供電。擁有10個(gè)以上電壓軌 (電壓范圍從5V至1V或更低) 的情況是司空見慣的。這些電路板上常常布滿了會(huì)產(chǎn)生熱量的FPGA或微處理器，因而需要既緊湊又高效的功率轉(zhuǎn)換器。此外，這些轉(zhuǎn)換器或許還必需滿足諸如快速負(fù)載階躍響應(yīng)和電壓軌跟蹤等其它要求。

LTC3773開關(guān)穩(wěn)壓器滿足甚至超過了上述要求。該器件是一款內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)器的三相、三路輸出同步降壓型控制器，采用5mm x 7mm QFN或36引腳SSOP 封裝。其開關(guān)頻率可被設(shè)定為220kHz、400kHz或560kHz，也可同步至一個(gè)頻率范圍為160kHz至700kHz的外部時(shí)鐘。該控制器能夠從高達(dá)36V的輸入電壓執(zhí)行降壓操作，并可在0.6V至5V的范圍內(nèi)設(shè)置輸出電壓。

圖 1 示出了一款采用 LTC3773 控制器的高密度三路輸出 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，每個(gè)輸出可提供高達(dá) 5A 的電流。圖 2 示出了每種輸出在不同負(fù)載電流條件下的效率曲線，實(shí)現(xiàn)了高達(dá) 93% 的效率。通過采用雙通道 FET 和400kHz 的開關(guān)頻率 (它允許使用 7mm x 7mm 的鐵氧體電感器) 節(jié)省了占用空間。

對(duì) 3 個(gè)電壓軌進(jìn)行異相開關(guān)操作將實(shí)現(xiàn)性能的提升和成本的減少。運(yùn)用三相操作來替代單相操作能夠使輸入電容器紋波電流減小 50% 以上 (如圖 3 所示)，因而允許使用較小的輸入電容。可以把兩相或更多相的輸出連接在一起，這也將起到減小輸出紋波電流的作用，并加快負(fù)載階躍響應(yīng)。利用 CLKOUT 引腳 (僅采用 QFN 封裝的器件具有該引腳) 可實(shí)現(xiàn)多達(dá) 6 個(gè)相位的同步。由於 LTC3773 采用了峰值電流模式架構(gòu)，因此在并行相位之間實(shí)現(xiàn)了快速而準(zhǔn)確的均流。

每個(gè)電壓軌的補(bǔ)償是利用 ITH 引腳 (誤差放大器輸出)上的一個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)來完成的。外部 ITH 補(bǔ)償和電流模式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得設(shè)計(jì)師能夠借助極小的輸出電容 (可采用多種類型的電容器，包括導(dǎo)電聚合物電容器、鉭電容器和陶瓷電容器) 來輕松地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定，同時(shí)仍然實(shí)現(xiàn)快速負(fù)載階躍響應(yīng) (見圖 4 )。

LTC3773 的其他特點(diǎn)包括電壓軌跟蹤和排序、一個(gè)PGOOD (電源良好) 信號(hào)和三種可選的輕負(fù)載工作模式(連續(xù)傳導(dǎo)模式、Burst Mode? 操作和脈沖跳躍模式)。

結(jié)論

如今，當(dāng)設(shè)計(jì)師在其電信、服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中需要兼具緊湊和成本效益性的三路電源軌時(shí)，他們擁有了一款完美且實(shí)用的解決方案。