在功率鏈路器件方面,LTC7851/-1 可以與 DrMOS、電源構(gòu)件以及分立式 N 溝道 MOSFET 加上有關(guān)柵極驅(qū)動器一起使用,從而能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的設(shè)計配置。用兩個 IC 時,多達 8 個相位可以并聯(lián)并異相定時,這對于超過 260A 的非常大的電流需求而言,可以最大限度降低輸入和輸出濾波要求。用 3 個 IC 時,使用一個外部時鐘芯片,例如 LTC6902,多達 12 個相位就能夠以 30 度相位差實現(xiàn)異相定時。
此外,并聯(lián)時,LTC7851/-1 的內(nèi)部輔助電流均分環(huán)路在各個相位之間平分電流,從而能夠在穩(wěn)定狀態(tài)和發(fā)生瞬態(tài)事件時,橫跨多個 IC 在相位之間實現(xiàn)準(zhǔn)確的電流均分。這不僅減輕了一個通道攜帶太大負(fù)載電流的問題,還減輕了熱量設(shè)計負(fù)擔(dān)。該器件用 3V 至 5.5V 的 VCC 電源電壓運行,設(shè)計為用 3V 至 27V 的輸入電壓實現(xiàn)降壓轉(zhuǎn)換。它產(chǎn)生 1 至 4 個 0.6V 至 5V 的獨立輸出電壓。該器件的電壓模式控制架構(gòu)允許 250kHz 至 2.25MHz 的可選固定工作頻率,或者可以同步至一個相同范圍的外部時鐘。輸出電流通過監(jiān)視輸出電感器 (DCR) 兩端的電壓降來檢測,以實現(xiàn)最高效率,或者通過使用一個低阻值的檢測電阻器來檢測。內(nèi)置差分放大器面向所有輸出提供真正的遠(yuǎn)端輸出電壓檢測,以實現(xiàn)高準(zhǔn)確度調(diào)節(jié)。
LTC7851-1 類似于 LTC7851,但電流檢測放大器增益更低,非常適合使用 DrMOS、具內(nèi)部電流檢測的功率鏈路應(yīng)用。每個相位的其他特點包括電流監(jiān)視、可調(diào)電流限制、可編程軟啟動或跟蹤以及單獨的電源良好信號。該器件在 –20°C 至 +85°C 的工作溫度范圍內(nèi)保持 ±0.75% 的輸出電壓準(zhǔn)確度,采用 58 引線 5mm x 9mm QFN 封裝。另外還應(yīng)該認(rèn)識到,就滿足如今的定制芯片和 ASIC 的瞬態(tài)響應(yīng)要求而言,一個良好設(shè)計的準(zhǔn)確基準(zhǔn)可以極大地減少所需大容量輸出電容器的數(shù)量。以下圖 1 顯示了一個簡化的原理圖,該電路用 DrMOS 作為功率鏈路器件,將 10V 至 14V 輸入轉(zhuǎn)換成 0.95V/160A 輸出。
效率
圖 2 中的 LTC7851 效率曲線可作為圖 1 原理電路的效率曲線示例,這時 12V 輸入電壓降壓至 0.95V,輸出電流高達 160A。可以實現(xiàn)高達 94% 的效率。
電流均衡
當(dāng)多個 LTC7851/-1 通道并聯(lián)以驅(qū)動一個共用負(fù)載時,準(zhǔn)確的輸出電流均分是實現(xiàn)最佳性能和效率所必不可少的。否則,如果一級提供的電流大于另一級,那么兩級之間的溫度就會不同,這就有可能導(dǎo)致更大的開關(guān) RDS(ON)、更低的效率和更大的 RMS 紋波。在多相設(shè)計中,甚至很少量的失配也可能極大地降低總體可用功率。
就單輸出多相應(yīng)用而言,LTC7851/-1 包含一個輔助電流均分環(huán)路,在該環(huán)路中,每個周期都對電感器電流采樣。主控制器的電流檢測放大器輸出在 IAVG 引腳上進行平均。從 IAVG 到 GND 連接一個小型電容器 (典型值為 100pF),該電容器存儲對應(yīng)于主控制器瞬態(tài)平均電流的電壓。主控制器相位和從屬控制器相位的 IAVG 引腳連到一起,每個從屬控制器相位對其電流與主控制器電流之差進行積分。在每個相位之內(nèi),按比例求取積分器輸出和系統(tǒng)誤差放大器電壓 (COMP) 之和,從而可調(diào)節(jié)該相位的占空比以均分所有電流。當(dāng)多個 IC 以菊花鏈方式連接時,所有 IAVG 引腳連到一起,從而導(dǎo)致電流出現(xiàn)幾個百分點的失衡。憑借 LTC7851 嚴(yán)格的電流均分規(guī)格,設(shè)計師將能夠從如今的 DrMOS 器件中抽取最大輸出電流。
以下圖 3 顯示了 4 個相位中每一個的電感器電流檢測電壓隨負(fù)載電流的變化,以及在整個負(fù)載范圍內(nèi)這些相位之間怎樣良好均衡。