具有快速COT的OptiMOS IPOL穩(wěn)壓器

電信、基站和服務(wù)器運營商已經(jīng)得到了 OptiMOS IPOL 的支持，開發(fā)和發(fā)布了三種類型的電壓調(diào)節(jié)器來增強他們的流程。名為 IR3887M、IR3888M 和 IR3889M 的新器件設(shè)計有集成負載點穩(wěn)壓器OptiMOS TM IPOL，基于 COT（恒定導(dǎo)通時間）控制架構(gòu)。

這三款器件旨在支持在 85 o C 環(huán)境溫度下運行的服務(wù)器、基站和電信等應(yīng)用，這些應(yīng)用需要高效率和高密度。OptiMOS IPOL 新系列穩(wěn)壓器由增強穩(wěn)定性的 COT 引擎組成，能夠提供非常快速的瞬態(tài)響應(yīng)，而無需任何外部補償。同步降壓穩(wěn)壓器支持 4.3V 至 17V 的寬輸入電壓范圍（如果使用外部偏置電源，V min = 2V），同時通過精密參考電壓 (0.6V ± 0.5%）。

IR3887M、IR3888M 和 IR3889M 新型穩(wěn)壓器可在輕負載下提供高效率、熱補償內(nèi)部過流保護和四個可選限制，用于更便宜和更小的電感器、欠壓、過壓和過熱保護。開關(guān)頻率可在 600 kHz 至 2 MHz 的范圍內(nèi)選擇，可實現(xiàn)較小的 PCB 尺寸和更少的物料清單 (BOM)，從而簡化設(shè)計和 PCB 布局。

該系列中的所有器件都確保了非常高的效率值、低功率損耗以及對高達 30A 的連續(xù)電流進行熱處理的能力。

尤其是 IR3887M，它是市場上最小的 30A 設(shè)備。融合英飛凌最新一代 FET 和增強型封裝技術(shù)，可在 4mm x 5mm 的小尺寸中支持 3 A 的熱支持。

IR3888M 和 IR3889M 采用 PQFN 封裝，尺寸為 5mm x 6mm。IR3888M 可處理高達 25A 的連續(xù)電流，并且符合 RoHS2。

COT控制方式

恒定導(dǎo)通時間 (COT) 控制模式是一種日益流行的基于紋波的架構(gòu)，由于其非常簡單的控制回路設(shè)計和快速的負載瞬態(tài)響應(yīng)（由于帶寬寬），支持這三種器件。該解決方案還實現(xiàn)了相對恒定的開關(guān)頻率、良好的輸出調(diào)節(jié)和輕負載下的極高效率，幾乎不需要額外的設(shè)計工作。IR388x 器件具有專有的快速恒定導(dǎo)通時間 (COT) 控制，可將輸出電壓 V O與結(jié)合內(nèi)部斜坡信號的最低電壓進行比較。當 V O降至該閾值以下時，將啟動 PWM 信號以在固定的導(dǎo)通時間內(nèi)開啟高端 FET。本底電壓由內(nèi)部補償誤差放大器產(chǎn)生，它比較 VO帶參考電壓。相對于傳統(tǒng)的 COT 控制，快速的 COT 控制顯著改善了輸出電壓調(diào)節(jié)。圖 1 顯示了 IR3887M 器件的典型應(yīng)用圖。

圖1：IR3887M基本應(yīng)用電路

新增功能

OptiMOS TM IPOL 器件運行兩種不同的模式：強制連續(xù)導(dǎo)通模式 (FCCM) 和二極管仿真模式 (DEM)。使用 FCCM，電壓調(diào)節(jié)器始終作為具有偽恒定開關(guān)頻率的同步降壓轉(zhuǎn)換器運行，因此可實現(xiàn)小的輸出電壓紋波。降壓開關(guān)穩(wěn)壓器是當今客戶 POL 應(yīng)用廣泛使用的解決方案。在 DEM 模式下，同步 FET 在電感電流接近零時關(guān)閉，這降低了開關(guān)頻率并提高了輕載時的效率。在重負載下，F(xiàn)CCM 和 DEM 以相同的方式運行。通過連接一個外部電阻器，可以從 600 kHz 到 2 MHz 的一組離散值中選擇開關(guān)頻率 f sw。基于選定的 f sw時，電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的控制FET的相應(yīng)導(dǎo)通時間對于給定PV中和V ò，根據(jù)以下公式：

T on = (V O /PV in ) * (1/f sw )

其中 f sw是所需的開關(guān)頻率，PV in是功率級的輸入電源，V O是輸出電壓。在運行過程中，器件監(jiān)測PV in和V O，并能自動調(diào)整導(dǎo)通時間以維持預(yù)先選定的f sw。隨著負載的增加，開關(guān)頻率可以增加以補償功率損耗。圖2示出典型的效率曲線，對于輸出電壓V的不同值ó PV：稱為以下條件中= 12V，F(xiàn) SW = 600千赫，F(xiàn)CCM操作模式，T AMB=25°C，自然對流（無氣流）。效率曲線包括 IR388x 器件的損耗、電感損耗、輸入和輸出電容的損耗以及 PCB 走線損耗。

圖 2：典型效率曲線 – PV in =V in =12V，F(xiàn) sw =600 kHz

OptiMOS TM IPOL 器件（圖 3）具有內(nèi)部數(shù)字軟啟動功能，可控制輸出電壓上升并限制啟動時的電流浪涌。內(nèi)部軟啟動信號在定義的持續(xù)時間內(nèi)從 0 V 線性上升至 0.6 V，該持續(xù)時間不隨輸出電壓而變化。穩(wěn)壓器有四個軟啟動時間選項，可通過外部電阻器進行選擇。輸出電壓可以通過外部分壓器進行編程。FB 電壓與 0.6 V 的內(nèi)部參考電壓進行比較。當輸出達到其所需值時，分壓比設(shè)置為在 FB 引腳（圖 1）提供 0.6 V。反饋電阻分壓器根據(jù)以下公式計算：

V O = V ref * (1 + R FB1 /R FB2 )

其中R FB1和R FB2是頂部和底部反饋電阻（見圖1）。

OptiMOS? IR3887M、IR3889M、IR3888M 集成負載點 DC-DC 穩(wěn)壓器是易于使用、完全集成的高效設(shè)備，可提高效率和功率密度并簡化服務(wù)器、企業(yè)存儲、網(wǎng)絡(luò)通信中 POL 應(yīng)用的設(shè)計路由器和交換機、數(shù)據(jù)通信和電信基站。


審核編輯：劉清