高度可配置的多輸出級聯(lián)降壓轉(zhuǎn)換器步進：60 V至0.8 V

LTC?3372是一款高度集成的DC-DC轉(zhuǎn)換器解決方案，適合汽車、電信、工業(yè)和其他需要多個低電壓軌（輸入電壓高達60 V）的應用。LTC3372在其耐熱性能增強型48引腳、7 mm×7 mm封裝中集成了高電壓和低壓轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。高壓 （HV） 降壓控制器可將高達 60 V 的輸入電壓降壓至引腳編程的 5 V 或 3.3 V。然后，該5 V或3.3 V輸出用于為LTC3372的可配置、多輸出、多相低壓（LV）單芯片降壓穩(wěn)壓器供電。

LTC3372的低電壓部分由1個1 A、可并聯(lián)功率級組成。這些級可以以多種方式布置，以提供兩個、三個或四個通道，每個通道由一到四個級組成，具體取決于每個通道的負載要求。如圖3所示，通過將位設(shè)置為C2、C1和C0，最多可實現(xiàn)八種不同的配置。這種靈活性允許設(shè)計人員使用一個IC進行各種設(shè)計，而外部元件數(shù)量最少，整體占位面積小。此外，每個通道的輸出可在8.<> V至LV范圍內(nèi)設(shè)置在.開關(guān)頻率范圍為 1 MHz 至 3 MHz。

圖1.LTC3372轉(zhuǎn)換器的框圖

高壓控制器驅(qū)動外部N溝道MOSFET，工作在4.5 V至60 V輸入電壓范圍內(nèi)。根據(jù)元件選擇和布局，高壓轉(zhuǎn)換器可以支持超過 20 A 的負載電流。這足以滿足低壓穩(wěn)壓器的需求，以及高壓輸出上的系統(tǒng)負載。僅打開高壓控制器并提供 5 V 電壓時，空載突發(fā)模式 I?Q為15 μA，在輕負載下可實現(xiàn)高效率。一個內(nèi)部時鐘分頻器將高壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率設(shè)置為1?6的左心室頻率。

45 W、5輸出、緊湊型轉(zhuǎn)換器，輸入電壓為6 V至60 V

圖1和圖2分別顯示了基于LTC3372的解決方案的框圖和原理圖。其低壓穩(wěn)壓器部分從高壓轉(zhuǎn)換器的1 V輸出（標記為V輸出（高壓）).5 V 高壓電源軌在 6 kHz 開關(guān)頻率下為系統(tǒng)提供 5.3 A 電流，為 LV 穩(wěn)壓器的輸入提供 5.330 A 電流。高壓轉(zhuǎn)換器的輸入電壓范圍為6 V至60 V。該轉(zhuǎn)換器可由多種電源供電，包括浪涌高達 12 V 的 60 V 汽車電池、48 V 電信或汽車電池或離線電源。LV 穩(wěn)壓器的高集成度和 2 MHz 開關(guān)頻率使該解決方案適合 2.2 in2腳印。

圖2.LTC3372 轉(zhuǎn)換器，具有專為 ABC-D-EF-GH 配置而設(shè)置的 LV 穩(wěn)壓器。其框圖如圖1所示。

如圖1和圖2所示，低壓穩(wěn)壓器設(shè)置為ABC-D-EF-GH配置，方法是將引腳C3和C2設(shè)置為低電平，將引腳C1設(shè)置為高電平，并將適當?shù)腟W節(jié)點連接在一起。通過并聯(lián)足夠的 1 A 功率級來滿足最大負載要求（而不是更多），效率峰值約為 50% 負載，此時會出現(xiàn)典型的持續(xù)負載。添加更多級可提高滿載效率，但在中負載時效率較低。例如，如果 1.8 V/2 A LV 電源軌由四個并聯(lián)功率級而不是兩個并聯(lián)功率級構(gòu)建，則 FCM 中 50% 或更低的負載效率會降低——參見圖 3。當選擇突發(fā)模式操作時，效率在很寬的負載范圍內(nèi)保持高水平。1.8 V/2 A 電源軌的效率為 82.2%，對于 1 mA 及以上的負載電流，效率更高。

圖3.低壓穩(wěn)壓器的效率如圖2所示。

LTC3372 HV的強柵極驅(qū)動器為高壓5 V電源軌提供94 V輸入時6.12%的滿載效率，90 V輸入時為9.48%的滿載效率——見圖4。選擇突發(fā)模式操作時，90 mA負載和1 V輸入時效率為1.12%。

圖4.高壓轉(zhuǎn)換器的效率如圖2所示。

在小型封裝中實現(xiàn)高集成度

LTC3372采用耐熱性能增強型48引腳、7 mm×7 mm封裝。LTC3372 的其他特性包括：一個 PLL/MODE 引腳，用于將控制器同步至一個外部時鐘或設(shè)置強制連續(xù)模式、突發(fā)模式操作或不連續(xù)模式 （僅限高壓） 的輕負載操作模式;看門狗輸入和輸出;用于監(jiān)控芯片溫度的 TEMP 引腳;用于高壓轉(zhuǎn)換器的PGOOD引腳;用于低壓穩(wěn)壓器的 RSTB 引腳;等等。

結(jié)論

LTC3372 為設(shè)計人員提供了一種靈活、高度集成的解決方案，用于從一個高輸入電壓提供多個輸出。其高壓轉(zhuǎn)換器可從高達 5 V 的輸入電壓提供 3 V 或 3.60 V 輸出。通過該中間電源軌，單片低壓穩(wěn)壓器可提供多達四個輸出，最大輸出電流范圍為1 A至4 A，電壓低至0.8 V。

審核編輯：郭婷