適用于大電流DCR傳感應(yīng)用的DC/DC控制器

LTC?3855 是一款通用的兩相同步降壓型控制器 IC，具有片內(nèi)驅(qū)動器、遠(yuǎn)端輸出電壓檢測和電感器溫度檢測功能。這些特性非常適合在電感器上測量逐周期電流（DCR 檢測）的大電流應(yīng)用。任一通道均適用于高達(dá) 2V 的輸入和高達(dá) 38.12V 的輸出，進(jìn)一步提高了控制器的多功能性。LTC5 基于廣受歡迎的 LTC3855，如 3850 年 2007 月刊《凌力爾特》中所述。

監(jiān)測溫度

當(dāng)電感端檢測到電流時，要么將檢測電阻與電感串聯(lián)，要么使用電感兩端的R-C網(wǎng)絡(luò)來推斷電感直流電阻兩端的電流信息（DCR檢測）。這種“無損”方法不如使用檢測電阻器精確，這在很大程度上是因為隨著電感升溫，其電阻隨著電阻率溫度系數(shù)（TCR）為3930ppm/°C而增加。 因此，隨著溫度的升高，電流限制會降低。當(dāng)使用 DCR 檢測時，LTC3855 的電流限值由在電感器的 DCR 兩端測量的峰值檢測電壓決定。LTC3855 包括一種溫度檢測方案，旨在通過在高溫條件下有效地提高峰值檢測電壓來補償銅的 TCR。

差分傳感

在高負(fù)載電流下，電源接地之間會產(chǎn)生偏移，其中 Vout被感測，并且IC的本地接地。為了克服這種負(fù)載調(diào)節(jié)誤差，LTC3855 包括一個用于遠(yuǎn)端輸出電壓檢測的單位增益差分放大器。輸入 DIFFP 和 DIFFN 連接到負(fù)載點，它們之間的差異表示為相對于 DIFFOUT 引腳的本地接地。測量誤差僅限于差分放大器的輸入失調(diào)電壓，不超過2mV。

具有遠(yuǎn)端輸出電壓檢測和電感DCR補償?shù)膯屋敵?a target="_blank">轉(zhuǎn)換器

圖1所示為具有溫度檢測功能的高電流DCR應(yīng)用。標(biāo)稱峰值電流限值由電感（典型值為 30.0mΩ）兩端的檢測電壓（83mV，通過 ILIM 引腳接地設(shè)置）或每相 36A 決定。通過將ITEMP引腳偏置到500mV以下，可以提高此檢測電壓。由于每個 ITEMP 引腳提供 10μA 電流，因此可以通過在 ITEMP 接地插入小于 25k 的電阻來提高峰值檢測電壓。通過使用放置在電感附近的廉價NTC熱敏電阻（具有用于線性化的串聯(lián)和并聯(lián)電阻），即使在高溫下，電流限值也可以保持在標(biāo)稱工作電流以上（圖2）。

圖1.1.2V、50A、兩相轉(zhuǎn)換器。兩個通道以 2o 錯相方式工作，以最大限度地減小輸出紋波和元件尺寸。

圖2.圖1所示的轉(zhuǎn)換器可以提供熱或冷的電流，其計算的最壞情況電流限值保持在目標(biāo)50A以上，甚至遠(yuǎn)高于室溫。

該電路還通過差分檢測輸出電壓來保持精確的調(diào)節(jié)。測量不受電源接地和本地接地之間的差異的污染。因此，從空載到滿載，輸出電壓的變化通常小于0.2%。

多相操作

LTC3855 可配置為雙路輸出，或配置為兩個功率級連接在一起的單路輸出，如圖 1 所示。在單輸出配置中，兩個通道的補償（ITH）、反饋（VFB）、使能 （RUN） 和跟蹤/軟啟動 （TRK/SS） 引腳連接在一起，PGOOD1 和 PGOOD2 都將指示輸出電壓的電源良好狀態(tài)。通過將有效開關(guān)頻率加倍，單輸出配置可最大限度地降低所需的輸入和輸出電容和電壓紋波，并允許快速瞬態(tài)響應(yīng)（圖 3）。LTC3855 由于其峰值電流模式架構(gòu)和嚴(yán)格的 DC 均流，提供了固有的快速逐周期均流。

圖3.V外面對圖30所示轉(zhuǎn)換器的50A至1A負(fù)載階躍，穩(wěn)定，電感均流快速而精確。

其他重要功能

一個精確的 10μA 電流從 FREQ 引腳流出，允許用戶利用單個接地電阻來設(shè)置開關(guān)頻率。頻率可在 250kHz 至 770kHz 之間設(shè)置。如果一個外部頻率源可用，則一個鎖相環(huán)使 LTC3855 能夠與相同范圍內(nèi)的頻率同步。100ns 的最小導(dǎo)通時間即使在高頻下也能實現(xiàn)低占空比操作。

如果外部同步信號被暫時中斷，則 LTC3855 將恢復(fù)到由外部電阻器設(shè)定的頻率。其內(nèi)部鎖相環(huán)濾波器預(yù)偏置至該頻率。當(dāng)檢測到時鐘序列時，內(nèi)部開關(guān)會自動切換到同步信號。由于PLL濾波器在此轉(zhuǎn)換期間幾乎不必充電或放電，因此可以在最少的周期內(nèi)實現(xiàn)同步，而不會對開關(guān)頻率或輸出電壓產(chǎn)生較大的擺動。

LTC3855 對于采用三相或更多相的設(shè)計也很有用。其 CLKOUT 引腳可以驅(qū)動其他穩(wěn)壓器的 MODE/PLLIN 引腳。PHASMD引腳調(diào)整相位延遲，以交錯所有開關(guān)波形。

MOSFET 驅(qū)動器和控制電路由 INTV 供電抄送，默認(rèn)情況下，它通過一個內(nèi)部低壓差穩(wěn)壓器從主輸入電源 V 供電在.如果需要降低IC的功耗，可以將5V電源連接到EXTV抄送.在 EXTV 上檢測到電源時抄送，LTC3855 切換 INTV抄送轉(zhuǎn)到 EXTV抄送，壓降僅為50mV。具有優(yōu)化死區(qū)時間的強柵極驅(qū)動器可提供高效率。滿載效率為 86.7%，峰值效率為 89.4%（圖 4）。

圖4.圖1所示的轉(zhuǎn)換器效率。

LTC3855 為每個通道提供了一個 RUN 和 TRACK/SS 引腳。運行啟用輸出和 INTV抄送，而 TRACK/SS 充當(dāng)軟啟動或允許輸出跟蹤外部基準(zhǔn)。如果需要多相輸出，則所有 RUN 和 TRACK/SS 引腳通常相互連接。

本應(yīng)用采用峰值電流限制，峰值檢測電壓由三態(tài)ILIM引腳設(shè)置。高速軌到軌差分電流檢測比較器查看電流檢測元件（此處為電感的直流電阻，隱含于相關(guān)的R-C網(wǎng)絡(luò)）。如果發(fā)生短路，限流折返會降低峰值電流以保護(hù)功率元件。在啟動期間禁用折返，以實現(xiàn)可預(yù)測的跟蹤。

結(jié)論

LTC3855 非常適合于采用電感器 DCR 檢測以提供高電流輸出的轉(zhuǎn)換器。其溫度補償和遠(yuǎn)程輸出電壓檢測可確保從輕負(fù)載到高電流的可預(yù)測行為。在高達(dá) 38V 的輸入電壓范圍內(nèi)，該器件可在 0.6V 至 12.5V 范圍內(nèi)調(diào)節(jié)兩個獨立的輸出，并可通過將其通道連接在一起或通過并聯(lián)額外的 LTC3855 功率級來配置為更高的電流。在低占空比下，較短的最小導(dǎo)通時間可確保恒定頻率操作，即使占空比發(fā)生變化，峰值電流限值也保持不變。LTC3855 將這些特性以及更多功能集成到 6mm × 6mm QFN 或 38 引腳 TSSOP 封裝中。

審核編輯：郭婷