功耗是工业和轿车运用 DC/DC 转换器规划师面临的重大问题,由于这类运用需求大电流,可是空间受限。用高性能分立式组件可以构成高功率稳压器,可是其费用之高和解决方案占板面积之大却使这种办法令人难以承受。LT8612 / LT8613 高功率降压型稳压器在单个 IC 中集成了一切必要的组件,显著地减小了 DC/DC 转换器的尺度,甚至在面临高降压比时也可以。这些器材还可以并联,以增强输出电流才能并涣散负载和热量。
包含在这些调理器中的其它希望功用有:超低静态电流以最大极限延伸电池寿数;高开关频率以最大极限减小解决方案尺度并避开噪声灵敏频段。
选用 3mm x 6mm 封装的高功率 42V、6A 稳压器
LT8612 / LT8613 是 42V、6A 降压型单片式稳压器。其集成的高功率电源开关功耗很低,因而这些开关、升压二极管、内部补偿和一切必要的电路都密封在一个纤巧的 3mm x 6mm QFN 封装中,不会发生过热问题。图 1 显现了一个典型的 5V/30W LT8612 转换器,其功率和功耗如图 2 所示。甚至在 24V 输入电压时,LT8612 也能发生 30W 输出,且温升不超越 50°C。在负载规模的另一端,LT8612 / LT8613 以低纹波突发形式 (Burst Mode®) 运转,以在超低负载状况下进步功率。
图 1:选用 LT8612 的 5V/30W 降压型转换器
图 2:图 1 所示 5V/30W LT8612 降压型转换器的功率和功耗
EFFICIENCY:功率
POWER LOSS:功耗
LOAD CURRENT:负载电流
LT8612 / LT8613 的最小接通时间短至 40ns,然后答应很高的 VIN/VOUT 比,即便在很高的开关频率时也是如此。高达 2.2MHz 的开关频率最大极限减小了功率电感器和输出电容器的尺度和值。此外,可以根据输出负载要求有把握地改动电感器的巨细,而无需运用较大的电感器来进行规划,这是器材的高速峰值电流形式架构和牢靠的开关规划带来的成果。
多相规划增强输出电流才能
在轿车和工业运用中,超越 6A 的负载并非不常见。就这些电流相对较大的状况而言,多相规划可以增强 LT8612 / LT8613 稳压器的输出才能。LT8613 具内置轨至轨电流检测放大器以及监督器和操控引脚,然后可完成精确的输入或输出均匀电流调理。这个电流环路调理内部开关电流约束,这样跨 ISP / ISN 引脚的电压就不会超越 ICTRL 引脚设定的电压。另一个 IMON 引脚用来监督经过 ISP / ISN 引脚丈量的均匀电流。这种电流操控功用可在几个 LT8613 之间完成精确的均电,而无需任何额定的操控电路。
图 3 显现了三个 LT8613 并联以供给高达 16A 输出的电路。最上面一个 LT8613 是主稳压器,其输出电压设定为 4V,别的两个 LT8613 是隶属稳压器,其输出电压设定为略高于 4V。
图 3:以一个三相规划的 3 个并联 LT8613 在 4V VOUT 时供给 16A
为了在 3 个 LT8613 稳压器之间均流,主稳压器 LT8613 的 IMON 引脚连至隶属 LT8613 的 ICTRL 引脚。3 个 LT8613 稳压器由 LTC6909 振荡器发生的三相 700kHz 时钟信号 (120° 相移) 同步。图 4 显现了这个三相 LT8613 规划的热像。这些 LT8613 的温度类似标明,三相之间的电流是均匀分配的。这个规划的功率如图 5 所示。
图 4:三相 LT8613 规划的热像显现,电流均分是平衡的
图 5:图 3 所示三相 LT8613 规划的典型功率曲线
EFFICIENCY:功率
LOAD CURRENT:负载电流
假如希望给这些相位之间的均流加权,也就是说让电流均分不平衡,那么简略地调理跨 ISP 和 ISN 引脚的检测电阻值即可。
定论
LT8612 和 LT8613 是全面集成的高功率密度单片式降压型稳压器,可满意挑战性的轿车和工业运用需求。这些稳压器可以十分方便地并联,以用于高功率、大电流运用,构成占板面积紧凑的解决方案。
作者:ADI公司电源产品部高档运用工程师Ying Cheng