Ying Cheng

功耗是工業(yè)和汽車應(yīng)用中DC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計人員面臨的一個重大問題，在這些應(yīng)用中，需要高電流，但空間有限。用高性能分立元件生產(chǎn)高效穩(wěn)壓器是可能的，但費用和解決方案占用空間使這種方法令人望而卻步。LT8612 / LT8613 高效率降壓型穩(wěn)壓器將所有必要的組件集成到單個 IC 中，從而顯著減小了 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的尺寸，即使在面臨高降壓比時也是如此。這些器件也可以并聯(lián)以增加輸出電流能力并分散負載和熱量。

這些穩(wěn)壓器中包含的其他理想特性包括超低靜態(tài)電流，以最大限度地延長電池壽命，以及高開關(guān)頻率以最小化解決方案尺寸并避免噪聲敏感頻段。

高效率 42V、6A 穩(wěn)壓器，采用 3mm × 6mm 封裝

LT?8612 / LT8613 是 42V、6A 降壓型單片式穩(wěn)壓器。集成高效電源開關(guān)的低功耗特性允許將這些開關(guān)、升壓二極管、內(nèi)部補償和所有必要的電路封裝在一個纖巧的 3mm × 6mm QFN 封裝中，而不會過熱。圖1示出了一款典型的5V/30W LT8612轉(zhuǎn)換器;其效率和功率損耗如圖2所示。即使輸入電壓為 24V，LT8612 也能產(chǎn)生一個 30W 的輸出，溫升不超過 50°C。在負載范圍的另一端，LT8612 / LT8613 采用低紋波突發(fā)模式操作，以提高超低負載情況下的效率。

LT8612 / LT8613 的最小導(dǎo)通時間低至 40ns，因而允許高 V在/在外即使在高開關(guān)頻率下也能實現(xiàn)比率。高達 2.2MHz 的高開關(guān)頻率使功率電感器和輸出電容器的尺寸和值最小化。此外，電感器可以根據(jù)輸出負載要求確定尺寸，無需使用更大的電感器來提供設(shè)計開銷，這是器件高速峰值電流模式架構(gòu)和穩(wěn)健開關(guān)設(shè)計的結(jié)果。

多相設(shè)計可提高輸出電流能力

負載超過6A在汽車和工業(yè)應(yīng)用中并不少見。對于這些相對較高的電流條件，多相設(shè)計可以擴展 LT8612 / LT8613 穩(wěn)壓器的輸出能力。LT8613 具有一個內(nèi)置的軌至軌電流檢測放大器，并帶有監(jiān)視器和控制引腳，從而實現(xiàn)準確的輸入或輸出平均電流調(diào)節(jié)。該電流環(huán)路調(diào)制內(nèi)部開關(guān)電流限值，使得ISP/ISN引腳兩端的電壓不超過ICTRL引腳設(shè)置的電壓。另一個IMON引腳用于監(jiān)視通過ISP/ISN引腳測量的平均電流。這種電流控制功能使得多個LT8613之間的精確均流成為可能，而無需任何額外的控制電路。

圖 3 顯示了三個并聯(lián)的 LT8613，可提供高達 16A 的輸出。頂部的LT8613是輸出電壓設(shè)置為4V的主穩(wěn)壓器，而另外兩個LT8613是從穩(wěn)壓器，其輸出電壓設(shè)置為略高于4V。

為了在三個LT8613穩(wěn)壓器之間共享電流，主LT8613的IMON引腳連接到從LT8613的ICTRL引腳。三個 LT8613 穩(wěn)壓器由 LTC3 振蕩器產(chǎn)生的 700 相 120kHz 時鐘信號 （6909° 相移） 同步。圖4顯示了這種三相LT3設(shè)計的熱圖像。LT8613 的溫度相似性表明三相之間的均流。該設(shè)計的效率如圖8613所示。

如果需要對相位之間的均流進行加權(quán)（即不平衡均流），只需調(diào)整ISP和ISN引腳上的檢測電阻值即可。

結(jié)論

LT8612 和 LT8613 是完全集成的高功率密度單片式降壓型穩(wěn)壓器，可滿足具有挑戰(zhàn)性的汽車和工業(yè)要求。它們可以輕松并聯(lián)，以實現(xiàn)高效、高電流應(yīng)用和緊湊的解決方案尺寸。

審核編輯：郭婷