LTC3613單片式穩(wěn)壓器的應(yīng)用

單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器和開(kāi)關(guān)控制器共同主導(dǎo)著 DC/DC 轉(zhuǎn)換器市場(chǎng)。通常，它們各自的應(yīng)用程序幾乎沒(méi)有重疊?；?a target="_blank">控制器的解決方案適用于高性能、高功率應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，最小的功率損耗和最高的熱性能是優(yōu)先考慮的。相比之下，單片穩(wěn)壓器在以緊湊尺寸為主要要求的低功耗應(yīng)用中更受歡迎?？刂破魍ǔＬ峁┍葐纹鉀Q方案更多的功能，但在解決方案尺寸上處于明顯的劣勢(shì)。單片式穩(wěn)壓器的輕尺寸通常以特性和功率損耗增加為代價(jià)，并且它們對(duì)集成MOSFET的依賴(lài)對(duì)功耗造成了實(shí)際限制。

LTC?3613 單片式穩(wěn)壓器通過(guò)將一個(gè)高性能全功能控制器與內(nèi)置低 R 值相結(jié)合，模糊了控制器和單片式穩(wěn)壓器應(yīng)用之間的界限D(zhuǎn)S（ON）場(chǎng)效應(yīng)管。

表 1.高功率單片穩(wěn)壓器系列LTC3608LTC3609LTC3610LTC3611LTC3613

特征

LTC3613 能夠接受一個(gè) 4.5V 至 24V 的輸入電壓，并支持 0.6V 至 5.5V 的輸出電壓。板載頂部和底部 MOSFET 具有低 RDS（ON），分別約為 7mΩ 和 5mΩ，從而保持較低的功耗，并允許 LTC3613 提供高達(dá) 15A 的可調(diào)負(fù)載電流。

LTC3613 具有真正的遠(yuǎn)端差分輸出電壓檢測(cè)功能。這允許在最大負(fù)載電流和共享接地層下精確調(diào)節(jié)輸出。該特性對(duì)于低輸出電壓應(yīng)用至關(guān)重要，在這些應(yīng)用中，即使是由板跡線上寄生IR壓降引起的小電壓偏移也會(huì)使調(diào)節(jié)精度損失幾個(gè)百分點(diǎn)。遠(yuǎn)端差分輸出檢測(cè)和 LTC3613 的準(zhǔn)確內(nèi)部基準(zhǔn)相結(jié)合，在整個(gè)電壓、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)提供了出色的輸出調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度：25°C 時(shí)為 ±0.25%，0°C 至 85°C 時(shí)為 ±0.67%，–40°C 至 125°C 時(shí)為 1%。

LTC3613 具有一個(gè) 60ns 的低最小導(dǎo)通時(shí)間，因而可在高開(kāi)關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)高降壓比。由于其復(fù)雜的受控導(dǎo)通時(shí)間、谷值電流模式架構(gòu)，導(dǎo)通時(shí)間受到控制，因此開(kāi)關(guān)頻率在線路和負(fù)載下的穩(wěn)態(tài)條件下是恒定的。它還允許 LTC3613 在短短幾個(gè)周期內(nèi)從一個(gè)大負(fù)載階躍中恢復(fù)。這種架構(gòu)可在多個(gè) LTC3613 之間產(chǎn)生均衡的均流，這些 LTC3613 可輕松并聯(lián)以用于高功率應(yīng)用。它還包括一個(gè)鎖相環(huán) （PLL），用于與外部時(shí)鐘同步，特別適用于高電流、低輸出電壓應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，并聯(lián)相位的交錯(cuò)可以最大限度地減少輸出電壓紋波。

LTC3613 包括多種安全和保護(hù)功能，包括過(guò)壓保護(hù)和限流折返。如果輸出超過(guò)編程值的7.5%，則將其視為過(guò)壓（OV）情況，頂部MOSFET立即關(guān)閉，底部MOSFET無(wú)限期導(dǎo)通，直到OV條件被清除。還提供電源良好輸出監(jiān)視器，如果器件超出 0.6V 基準(zhǔn)電壓的 ±7.5% 窗口，則進(jìn)行標(biāo)記。在輸出短路的情況下，如果輸出故障超過(guò)50%，則最大檢測(cè)電壓降低到其全值的四分之一左右，從而將電感電流水平限制在其最大值的四分之一。

LTC3613 通過(guò)其輸出電壓跟蹤和軟起動(dòng)功能，在啟動(dòng)和停機(jī)排序期間提供了對(duì)輸出的精確控制。外部 V抄送還提供輸入引腳，允許旁路其內(nèi)部 LDO，從而在高功率應(yīng)用中提高效率。

LTC3613 可配置為通過(guò)一個(gè)串聯(lián)檢測(cè)電阻器 R 的電感器電流意義，或通過(guò)電感 DCR 傳感網(wǎng)絡(luò)。兩種電流檢測(cè)方案之間的權(quán)衡主要是成本、功耗和精度問(wèn)題。與檢測(cè)電阻方案相比，DCR 檢測(cè)越來(lái)越受歡迎，因?yàn)樗某杀竞凸β蕮p耗更低。即便如此，電流檢測(cè)電阻的嚴(yán)格容差也能提供最精確的電流限值。

圖 1 示出了 LTC3613 的一個(gè)典型應(yīng)用，該應(yīng)用配置為在一個(gè) 24V 至 1.2V 的高降壓型解決方案中進(jìn)行 DCR 檢測(cè)，并同步至一個(gè) 350kHz 外部時(shí)鐘。圖2顯示了效率，圖3顯示了瞬態(tài)性能。

圖1.24V 輸入至 1.2V 輸出，采用電感器 DCR 檢測(cè)，以最大限度地減小解決方案尺寸和成本，并最大限度地提高效率。

圖2.穩(wěn)壓器的效率如圖1所示。

圖3.圖1所示電路的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。

結(jié)論

LTC3613 通過(guò)包括各種用戶可編程功能（如軟起動(dòng)、可編程頻率、外部時(shí)鐘同步、可調(diào)電流限值和可選的輕負(fù)載操作模式），提供了比典型的單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器更大的設(shè)計(jì)靈活性。其過(guò)壓保護(hù)和帶折返電流限制的可編程電流限制等關(guān)鍵安全特性進(jìn)一步提高了器件的穩(wěn)健性。外部 V抄送為高功率應(yīng)用提供輸入。與傳統(tǒng)單片相比，其緊湊的解決方案尺寸、廣泛的功能集和高性能功能擴(kuò)展了其使用范圍，使其適用于不斷擴(kuò)大的應(yīng)用范圍。

審核編輯：郭婷