雙通道、快速、降壓型控制器可實(shí)現(xiàn)0.4V至5.5V的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)

低電壓、高電流系統(tǒng)需要精確的差分調(diào)節(jié)。0.9V或以下的電源軌需要25A或更高的電流并不少見(jiàn)，快速瞬變看起來(lái)像電源軌的間歇性電氣短路。此類(lèi)系統(tǒng)通常要求電源調(diào)節(jié)精度低于 1% 的穩(wěn)壓 DC，面對(duì)輸入瞬變時(shí)為 3%。

內(nèi)核處理器和其他大規(guī)模數(shù)字IC（如ASIC和FPGA）越來(lái)越多地需要?jiǎng)討B(tài)電壓調(diào)節(jié)（多個(gè)固定電平或使用伺服環(huán)路連續(xù)調(diào)整的參考電壓），以便根據(jù)處理器需求提供功率。目標(biāo)是系統(tǒng)可以根據(jù)處理需求將施加的電源保持在正常運(yùn)行所需的最小電壓，以節(jié)省能源。一個(gè)例子是LSI的自適應(yīng)電壓縮放和優(yōu)化（AVSO）。

LTC3838-2 專(zhuān)為通過(guò)精準(zhǔn)差分輸出檢測(cè)來(lái)滿(mǎn)足極高的準(zhǔn)確度要求而設(shè)計(jì)，并利用差分外部基準(zhǔn)電壓輸入提供動(dòng)態(tài)輸出電壓調(diào)節(jié)。

圖1.LTC2-3838 的通道 2 調(diào)節(jié)至一個(gè)外部基準(zhǔn);通道 1 到內(nèi)部基準(zhǔn)。V輸出1和 V輸出2允許分別高達(dá) ±500mV 和 ±200mV 的遠(yuǎn)程接地。V參考文獻(xiàn)2也可進(jìn)行差分檢測(cè)，但外部基準(zhǔn)的遠(yuǎn)端接地不需要單獨(dú)的引腳。

雙差分 V外準(zhǔn)確性至關(guān)重要

為了獲得卓越的調(diào)節(jié)精度，電源設(shè)計(jì)人員有時(shí)會(huì)繞過(guò)控制器的內(nèi)部誤差放大器，而是使用分立式精密基準(zhǔn)電壓源和外部運(yùn)算放大器來(lái)控制功率級(jí)。問(wèn)題在于，軟啟動(dòng)和許多常見(jiàn)的故障控制功能（如過(guò)壓保護(hù)）可能會(huì)被犧牲，具體取決于所使用的技術(shù)。

LTC3838-2 允許使用一個(gè)外部基準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確度，同時(shí)保留了寶貴的故障和保護(hù)功能，從而避免了這種權(quán)衡。利用凌力爾特的精準(zhǔn)電壓基準(zhǔn) （例如 LTC6652） 或用于可編程性的 DAC，LTC2-3838 的通道 2 輸出可在每通道電流高達(dá) 0A 的應(yīng)用中嚴(yán)格調(diào)節(jié) 4.5V 至 5.25V。在一個(gè)非常低的 0.6V 電壓下，LTC3838-2 能夠在所有工作條件下（包括線(xiàn)路、負(fù)載、極端溫度和高達(dá) ±4mV 的遠(yuǎn)端接地偏差）實(shí)現(xiàn) ±0mV 或 ±67.200% 的總組合準(zhǔn)確度。

相對(duì)精度隨著基準(zhǔn)電壓的增加而提高，因?yàn)榻^對(duì)誤差是較大基準(zhǔn)電壓中較小的百分比。這與通過(guò)相對(duì)于固定較低基準(zhǔn)電壓調(diào)整反饋來(lái)設(shè)置輸出電壓形成鮮明對(duì)比，其中百分比誤差不會(huì)改變。例如，當(dāng)外部基準(zhǔn)為2.5V時(shí)，總相對(duì)容差小于±0.3%。LTC3838-2 的雙通道可采用通道 2 的外部基準(zhǔn)以達(dá)到這樣的準(zhǔn)確度，配置為單輸出應(yīng)用。

跟蹤動(dòng)態(tài)差分外部基準(zhǔn)

對(duì)于差分外部基準(zhǔn)檢測(cè)，LTC3838-2 只有一個(gè)用于外部基準(zhǔn)輸入的引腳。通道2具有獨(dú)特的反饋放大器配置，無(wú)需單獨(dú)的引腳來(lái)檢測(cè)外部基準(zhǔn)的遠(yuǎn)端接地。取而代之的是，使用一個(gè)等于兩個(gè)反饋電阻并聯(lián)的附加電阻器從外部連接到遠(yuǎn)程接地。有關(guān)此配置如何工作的解釋?zhuān)?qǐng)參見(jiàn) LTC3838-2 的產(chǎn)品手冊(cè)。

圖 2 示出了采用外部基準(zhǔn)輸入的典型 LTC3838-2 應(yīng)用。這款兩相轉(zhuǎn)換器能夠在 2.50V 至 0.4V 的寬輸出范圍內(nèi)產(chǎn)生 2A 電流。例如，在5.1V電壓下，該應(yīng)用可在所有工作條件下實(shí)現(xiàn)5.0%的總組合精度。高準(zhǔn)確度和卓越的瞬態(tài)性能使 LTC4-3838 非常適合要求最苛刻的處理器應(yīng)用。

圖2.一款具有電感器 DCR 檢測(cè)功能的 LTC3838-2、300kHz、兩相單輸出降壓型轉(zhuǎn)換器。該應(yīng)用將2.4V至5V輸入轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)14.0V至4.2V輸出（5A）。

除了調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度之外，LTC3838-2 還為一個(gè)動(dòng)態(tài)外部基準(zhǔn)提供了寬帶寬跟蹤功能。跟蹤帶寬在動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)等應(yīng)用中非常重要，因?yàn)閹挍Q定了電源響應(yīng)編程外部基準(zhǔn)變化的速度。

圖 3 顯示了從 350kHz LTC3838-2 降壓型轉(zhuǎn)換器補(bǔ)償?shù)浇咏_(kāi)關(guān)頻率 1/3 的激進(jìn)帶寬而不犧牲穩(wěn)定性的波特曲線(xiàn)。這使得 LTC3838-2 能夠在全功率下跟蹤一個(gè) 3.5kHz 或 1/100 開(kāi)關(guān)頻率的外部正弦波，即使在正弦波非常高的帶寬啟動(dòng)和停止時(shí)刻也不會(huì)產(chǎn)生任何明顯的失真（圖 4）。應(yīng)特別注意任何動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的帶寬要求。除了高速瞬態(tài)性能外，寬帶寬外部基準(zhǔn)跟蹤能力使 LTC3838-2 非常適合于最動(dòng)態(tài)的電源應(yīng)用。

圖3.使用 OMICRON Lab 網(wǎng)絡(luò)分析儀在 V 上拍攝的環(huán)路增益和閉環(huán)波特圖輸出2一個(gè) 350kHz LTC3838-2 降壓型轉(zhuǎn)換器，具有外部基準(zhǔn) （EXTV參考文獻(xiàn)2).

圖4.LTC3838-2 可跟蹤一個(gè) 1V 峰峰值、3.5kHz 正弦波外部基準(zhǔn)。

LT3838-1 控制器：兩個(gè)通道上的內(nèi)部基準(zhǔn)

LTC3838-1 與 LTC3838-2 共享相同的功能，但 LTC2-3838 的通道 1 使用了一個(gè) 0.6V 內(nèi)部基準(zhǔn)。與其前代產(chǎn)品 LTC3838 和 LTC3839 一樣，LTC3838-1 和 -2 均采用受控導(dǎo)通時(shí)間、谷值電流模式架構(gòu)，該架構(gòu)在快速負(fù)載瞬變期間提供了卓越的調(diào)節(jié)性能，而沒(méi)有固定頻率控制器的典型開(kāi)關(guān)周期響應(yīng)延遲，同時(shí)仍能夠?qū)⒑愣l率開(kāi)關(guān)鎖定至一個(gè)外部 200kHz 至 2MHz 時(shí)鐘。它們保留了 LTC3838 的所有特性，包括專(zhuān)有的檢測(cè)瞬態(tài)釋放 （DTR），該特性改善了低輸出電壓應(yīng)用中的瞬態(tài)性能。與 LTC3838 一樣，LTC3838-1 和 -2 均包括一整套常用功能，例如一個(gè)外部 V抄送電源引腳，R意義或電感 DCR 電流檢測(cè)、可選輕負(fù)載工作模式、過(guò)壓保護(hù)和電流限制折返、軟啟動(dòng)/電源軌跟蹤以及每個(gè)通道的 PGOOD 和 RUN 引腳。

除了兩個(gè)通道上的差分遠(yuǎn)端輸出檢測(cè)之外，LTC3838-1/-2 相對(duì)于原來(lái)的 LTC3838 的一個(gè)顯著改進(jìn)是最大電流檢測(cè)閾值電壓 （即電流限制） 準(zhǔn)確度。與 LTC3838 不同，LTC<> 具有一個(gè)連續(xù)可變和兩個(gè)固定電流限制范圍 （VRNG），LTC3838-2 具有一個(gè)固定的 VRNG30mV（典型值），其溫度公差為±20%，大大提高。LTC3838-1 具有相同的 30mV 和一個(gè)額外的 60mV （典型值） VRNG設(shè)置其公差也明顯更嚴(yán)格。有關(guān)電流限制容差和 V 的比較，請(qǐng)參閱表 2RNGLTC3838 系列 2 通道控制器的控制。

LTC3838-1/-2 控制器需要一個(gè)最小值在引腳電壓為4.5V，但這并不限制電源輸入為4.5V。例如，許多數(shù)字系統(tǒng)具有可用的5V穩(wěn)壓電源軌，可用于偏置V。在引腳和柵極驅(qū)動(dòng)器，并高效降壓低于4.5V的輸入。

圖 5 顯示了 V在引腳通過(guò)二極管OR連接到V偏見(jiàn)5V 電源軌和電源 V在，3.3V–14V，電源軌。這允許電源 V在電源軌可在較高電壓和最低 3.3V 之間動(dòng)態(tài)切換。使用電源 V 運(yùn)行時(shí)在電源低于5.5V，此應(yīng)用需要V偏見(jiàn)供應(yīng)將在 EXTV 上出現(xiàn)抄送為了維護(hù) DRV抄送， 國(guó)際電視抄送和 V在IC正常工作所需的引腳電壓。艾克斯電視抄送電源是可選的，當(dāng)電源V時(shí)在電源等于或高于 5.5V。

圖5.當(dāng)通?？梢允褂靡粋€(gè)外部 5V 電源軌來(lái)偏置控制器時(shí)，此 LTC3838-1 應(yīng)用可將一個(gè)動(dòng)態(tài) 3.3V 至 14V 電源輸入轉(zhuǎn)換為 20A 的 1.2V 和 0.9V 雙路輸出。

請(qǐng)注意，此應(yīng)用的電源輸入電壓范圍不能推廣到其他頻率和輸出電壓，并且每個(gè)需要與V不同的電源輸入電壓的應(yīng)用在應(yīng)單獨(dú)測(cè)試引腳電壓，以確定開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)（SW1、SW2）鎖相至?xí)r鐘輸出（CLKOUT）的范圍裕量。

總結(jié)

LTC3838-1/-2 是需要快速瞬態(tài)性能、雙通道準(zhǔn)確差分輸出調(diào)節(jié)和用于增加 V 的外部基準(zhǔn)的應(yīng)用中電源的理想選擇外精度和可編程性低至 0.4V。與原來(lái)的 LTC3838 相比，LTC3838-1 / LTC3838-2 在兩個(gè)通道上提供了差分輸出檢測(cè)、改進(jìn)的電流限制準(zhǔn)確度以及內(nèi)部 / 外部基準(zhǔn)的選擇。利用一個(gè)外部基準(zhǔn)，LTC3838-2 可在所有工作條件下實(shí)現(xiàn)低至 0.3% 的準(zhǔn)確度水平。外部基準(zhǔn)功能旨在適應(yīng)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)，并以最小的失真跟蹤快速外部基準(zhǔn)輸入。

LTC3838-1 和 -2 采用具有裸露襯墊的 38 引腳 QFN （5mm × 7mm） 封裝，以增強(qiáng)熱性能。

審核編輯：郭婷