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双通道、6 A降压稳压器供给高效紧凑的解决方案

系统设计人员被要求生产更小、效率更高的电源解决方案,以满足所有行业SoC和FPGA的高耗电需求。在先进的电子系统中,因为电源必须放在SoC或其外围设备(如DRAM或I/O设备)附近,因此电源封装的可占

体系规划人员被要求出产更小、功率更高的电源解决计划,以满意一切职业SoC和FPGA的高耗电需求。在先进的电子体系中,由于电源有必要放在SoC或其外围设备(如DRAM或I/O设备)邻近,因而电源封装的可占用空间至关重要。在便携式仪器中,如手持条码扫描仪或医疗数据记录仪体系,空间更为紧凑。

规划人员面对的问题不仅仅是找到一个在有限空间放得下的稳压器。紧凑型解决计划的要求往往与其他先进的电子产品要求相冲突:牢靠的规划、高功率、大转化比、高功率、小尺度以及杰出的热功用。其间许多要求需求在其他范畴进行权衡,这就给规划人员带来了一个困难且耗时的优化问题。LTC3636旨在经过双通道6 A降压稳压器简化规划人员的使命,该稳压器在关断时耗费十分低的待机电流,在高达4 MHz的频率下作业时,满载和轻载时都具有很高的功率。

小尺度和4 MHz开关频率

电源规划中普遍存在的事实是,分配的运用空间很小。DC-DC转化器的体积和功率密度一般受限于巨大磁性元件、输入/输出电容、EMI滤波器和散热器。在降压功率转化器中,尺度和功率往往无法一起满意:经过进步开关频率可以明显减小电感和输出电容的尺度,但高频作业会添加电感和开关的开关损耗。这又使得在狭小空间进行热办理变得愈加杂乱。

LTC3636是一款双通道、每路输出6 A、高功率单芯片降压稳压器,可以选用最高20 V的输入电源电压。可编程开关频率可以设置为高达4 MHz。高开关频率明显减小了电感和电容的尺度和值,但与许多高频解决计划不同,LTC3636还坚持了高功率,可运用一些具有更低沟通损耗和直流损耗的超小尺度铁氧体电感。两个通道错相180°作业,且开关脉冲交织使纹波更低,反过来又可以削减输入电容值。

图1中的双通道降压转化器在4 MHz的频率下运转,并运用十分小的电压和电容。功率和热功用如图2所示。热图画显现低于40°C的温升,在VIN = 5 V室温下天然对流。

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图1.4 MHz双通道降压稳压器供给紧凑型解决计划

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图2.功率曲线(左)和热图画(右)。条件:VIN = 5 V,天然对流。

整个负载规模内的高功率功率转化

整个负载规模内的高功率关于便携式设备和轿车运用至关重要。在重载下,功率损耗应较小,电路才干牢靠运转。为了完成这个方针,可以优化重载下的电路规划,而且结合TMON引脚进行热监控,规划安稳的健热维护完成牢靠的热办理,这样,散热器或强制气流散热就不需求了。

轻载下的高功率关于电池供电体系延伸两次充电之间的运转时刻也很重要。此外,低关断功耗是防止电池供电体系漏电的要害。一起权衡重载或轻载时的功率一般会约束一般电源全体解决计划的功用。

LTC3636稳压器具有低静态电流,可在输出电压高达5 V时完成高功率。而LT3636-1类型将VOUT规模扩展至12 V。该降压稳压器可以在3.1 V至20 V的输入电压规模内作业,一起每通道供给高达6 A的输出电流。图3显现的是一个高功率解决计划,而图4显现,其测得的功率在整个作业规模内一向很高。

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图3.高功率双通道降压稳压器。

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图4.VOUT = 5 V和3.3 V的功率曲线。

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图5.12 A/0.85 V稳压器和负载瞬变的原理图。

可装备用于高达12 A的双相单输出

先进的SoC和FPGA电子体系在轿车、交通和工业运用中的激增需求更高功用的电源。这些先进SoC的功率需求不断添加,依据传统PWM控制器和MOSFET的解决计划有必要选用单片稳压器,以便取得更小的尺度、更高的电流才能和更高的功率。LTC3636旨在满意这些先进的SoC功率需求,一起满意SoC对计划尺度和散热的约束。图5a显现两通道并行的电源的原理图,在0.85 V的电压下供给高达12 A电流。当VIN为3.3 V时,12 A输出负载的峰值功率为87%。负载瞬变如图5b所示。在此规划中,FB1和FB2引脚衔接在一起,和RUN1和RUN2引脚相同。ITH1和ITH2引脚衔接在一起,并设置外部补偿以最大极限地削减安稳状态下的电流失配以及瞬变。

定论

工业和轿车范畴运用要求供给更高智能和自动化水平以及更多检测功用,使得电子体系数量激增,对电源功用的要求亦越来越高。LTC3636选用两个高功率电源轨简化了体系规划,每个电源轨可支撑高达6 A电流,而且关断时耗费的待机电流十分低。LTC3636选用散热增强型、薄型28引脚、4 mm × 5 mm QFN封装。内置过温维护功用进步了牢靠性。芯片供给了一个用户可选形式输入,答使用户依据轻载功率来权衡输出纹波。突发作业形式(Burst Mode®)可在轻载下供给最高功率,而强制接连形式供给最低输出纹波。

作者简介

Zhongming Ye是ADI公司的一名电源产品高档运用工程师,作业地址坐落美国加利福尼亚州米尔皮塔斯。他自2009年以来一向在凌力尔特(现为ADI公司的一部分)作业,担任供给各种不同产品的运用支撑,包含降压、升压、反激式和正激式转化器。他在电源办理范畴的关注点包含面向轿车、医疗和工业运用的高功率、高功率密度和低EMI的高功用电源转化器和稳压器。在参加凌力尔特之前,他在Intersil作业了三年,从事阻隔式电源产品的PWM控制器相关作业。他具有加拿大金斯顿女王大学电气工程博士学位。Zhongming是IEEE电力电子学会的高档会员。联系方式:zhongming.ye@analog.com。

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