高效多相轉(zhuǎn)換器使用兩個輸入作為單輸出

Wei Chen 和 Craig Varga

隨著更多功能集成到一個IC中，單個IC消耗的功率很容易超過單個輸入電源的能力。重新設(shè)計前端電源以提高電源能力需要時間和金錢。另一種解決方案是使用多個可用電源來獲得所需的輸出功率，從每個電源獲取總功率的一定百分比。LTC1929 多相穩(wěn)壓器為這一問題提供了一種簡單的解決方案。

設(shè)計細(xì)節(jié)

LTC?1929 是一款多相雙通道、電流模式控制器。它能夠驅(qū)動兩個同步降壓通道180度異相以降低輸出 開關(guān)紋波電流和電壓。一個降壓級從12V輸入接收輸入功率，另一個從5V輸入接收電源。在這種兩相設(shè)計中，隨著2V電路中的電感電流增加，5V電路中的電感電流減小。這導(dǎo)致流入輸出電容的凈紋波電流較小。由于在一個開關(guān)周期內(nèi)有兩個發(fā)生紋波消除的間隔，因此兩相設(shè)計的輸出紋波電壓遠(yuǎn)小于單相設(shè)計的輸出紋波電壓，并且可以使用更少的輸出電容器。電流模式操作提供固有的均流。

典型應(yīng)用

PCI 連接器的電流限制為 2V 電源的 5A 和 1V 電源的 12A。在此示例中，負(fù)載可高達(dá)6A或16.8W（2.8V）。5V和12V電源都無法提供這種電源。因此，希望設(shè)計一種可以從兩個電源吸收電流的電源，并且每個電源的最大輸入電流不會超過相應(yīng)的最大限制。此設(shè)計展示了如何使用 LTC1929 多相控制器輕松實現(xiàn)此目的。只需一個IC、兩個采用SO-8封裝的雙通道FET和兩個小型電感器，即可獲得高效率、低噪聲電源。

圖 1 顯示了完整電源的示意圖。由于每個降壓電路僅提供約3.5A的電流，因此可以使用雙通道MOSFET，例如仙童FDS6990A。開關(guān)頻率約為每通道 300kHz，有效輸出紋波頻率為 600kHz。兩級電感均為7μH。該設(shè)計使用勝美達(dá)CEE125-7R0電感器，但任何具有相似電感值和4A或更高額定電流的電感器都可以完成這項工作。每個通道的電流檢測電阻為0.007Ω。

圖1.示意圖顯示了一個5V和12V輸入電源，用于2.8V高電流輸出。

測試結(jié)果

圖2顯示了總效率與負(fù)載電流的關(guān)系。對于大多數(shù)負(fù)載范圍，效率在90%以上。圖3顯示了負(fù)載電流變化時兩個輸入電流的分布情況。5V 和 12V 電源的最大輸入電流分別為 1.66A 和 0.84A，遠(yuǎn)低于 PCI 連接器的電流限制。圖4顯示了電感紋波電流和輸出紋波電壓的波形。注意紋波消除現(xiàn)象。輸出端的峰峰值開關(guān)紋波電壓僅為50mVP-P采用一個 1500μF/6.3V 鋁電解電容器。如果兩個降壓電路同相同步，紋波電壓將為70mVP-P，幾乎增加了 50%。

圖2.測量的效率。

圖3.輸入電流與負(fù)載電流的關(guān)系。

圖4.紋波電流和電壓波形（頂部跡線：12V 降壓電感電流，1A/DIV;中間走線：5V 降壓電感器電流 1A/DIV;底部跡線：輸出紋波電壓，50mV/DIV）。

結(jié)論

多相技術(shù)在不增加開關(guān)頻率的情況下降低了輸出紋波電壓。對于低輸出電壓應(yīng)用，可以獲得高效率。LTC1929 多相控制器為多輸入應(yīng)用提供了一種小型、低成本解決方案。如果需要兩個以上的輸入，請使用 LTC1629 而不是 LTC1929?？蓪⒍鄠€ LTC1629 配置為采用 3 相、4 相、6 相甚至 12 相操作。

審核編輯：郭婷