LTC3418單片同步降壓調節器(同步降壓開關穩壓器)驅動8A負載與很少的外部元件


LTC3418是一款單片同步降壓開關穩壓器,能夠為微處理器和I/O電源、負載點調節和汽車應用提供8A的輸出電流。內部功率MOSFET開關,只有35毫歐導通電阻,允許LTC3418減少元件數量,同時實現高效率。在高達4MHz的開關頻率下工作,允許使用更小的電感和電容器,從而節省了額外的空間。LTC3418跟蹤另一個電壓電源的能力也允許它在啟動期間需要電源排序的雙電源系統中使用。
LTC3418采用恒頻電流模式架構,輸入電壓范圍為2.25V至5.5V,輸出電壓范圍為0.8V至5V,輸出電流高達8A。開關頻率可以通過外部電阻在300kHz和4MHz之間設置。LTC3418也可以與外部時鐘同步,其中每個開關周期從外部時鐘信號的下降沿開始。由于輸出電壓紋波與開關頻率和電感值成反比,設計人員可以利用LTC3418的高開關頻率來使用更小的電感而不影響輸出電壓紋波。較低的電感值直接轉化為較小的外殼尺寸,減少了系統的整體尺寸。OPTI-LOOP 補償允許在廣泛的負載和輸出電容器(包括陶瓷)范圍內優化瞬態響應。為了增加熱處理,LTC3418采用5mm × 8mm QFN封裝,帶有外露的襯墊,以促進散熱。
LTC3418可以配置為突發模式,脈沖跳過或強制連續操作。突發模式操作通過減少輕負載時的柵極電荷損失,在整個負載范圍內提供高效率。在LTC3418中,通過在0V-1V范圍內改變同步/模式引腳的直流電壓來調節突發鉗位。在這個引腳上的電壓設置在突發模式操作的每個開關周期中電感電流的最小峰值。如果最小峰值電感電流提供的能量大于負載電流所需的能量,則內部電源開關跳過開關周期以保持調節。突發模式操作為輕負載應用提供了有效的解決方案,但有時噪聲抑制優先于效率。強制連續工作,雖然在輕負載下不如突發模式工作效率高,但保持穩定的頻率,使其更容易降低噪聲和射頻干擾。
電壓跟蹤是通過對TRACK引腳施加斜坡電壓來實現的。當TRACK引腳上的電壓低于0.8V時,反饋電壓調節到該跟蹤電壓。當跟蹤電壓超過0.8V時,停止跟蹤,反饋電壓調整到內部0.8V參考電壓。
全陶瓷電容的高效率1.2V/8A降壓穩壓器
圖1顯示了一個1.2V降壓開關穩壓器,可以用作微處理器的核心電源電壓。它采用全陶瓷電容器,并跟蹤2.5V的I/O電壓。該電路從3.3V輸入提供最高8A的1.2V穩壓輸出。該電路的效率高達87%,如圖2所示。該電路的開關頻率由外部電阻R(OSC)設置為2MHz。工作在這樣高的頻率允許使用一個較低的價值和物理上較小的電感。在啟動期間,LTC3418的輸出恰好跟蹤I/O電源電壓。一旦I/O電源電壓超過1.2V,跟蹤被禁用,LTC3418將其輸出電壓調節到1.2V。
圖1 一個1.2V, 8A降壓穩壓器運行在2MHz,它允許使用微小的電容器和電感。這種特殊的配置在強制連續模式下以單一頻率工作,從而簡化了EMI濾波。 圖2 效率與負載電流。
陶瓷電容器具有低成本和低ESR的優點,但許多開關穩壓器在使用它們時存在困難。然而,LTC3418包括OPTI-LOOP補償,這使得它可以在陶瓷輸入和輸出電容下正常工作。許多開關穩壓器在使用陶瓷電容器時存在的問題是它們的ESR太低,導致回路不穩定。也就是說,控制回路的相位裕度可以下降到不適當的水平,而沒有通常由鉭電容器的高ESR產生的零的幫助。通過在I(TH)和V(FB)引腳處選擇適當的補償元件,LTC3418可以在大范圍的負載和輸出電容上實現環路穩定性。
結論
LTC3418是一款單片同步降壓DC/DC轉換器,非常適合需要高達8A輸出電流的應用。其高開關頻率和內部低R(DS(ON))功率開關允許LTC3418提供小尺寸和高效率的解決方案。
責任編輯:David
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