寬輸入電壓范圍和可靠性是任何降壓轉換器的理想特性。LTC3854 采用 2mm × 3mm DFN 或 MSE 封裝,可提供這些特性以及更多功能。這款電流模式控制器集成了 N 溝道 FET 柵極驅動器,可在 4.5V 至 38V 的輸入電壓范圍內產生 0.8V 至 5.5V 的輸出電壓。
檢測電流
LTC3854 采用一種固定頻率峰值電流模式拓撲,該拓撲提供了一種逐周期電流限制。電流可以通過與電感串聯的分立檢測電阻來檢測。或者,電感的直流電阻(DCR)可用于檢測電流,而不是檢測電阻,方法是在電感器上放置一個RC濾波器以重新創建三角電流檢測波形。DCR 檢測的優點是提高了效率(由于消除了檢測電阻的功率損耗)、更少的器件數量和更低的成本。缺點是由于DCR在器件之間和溫度范圍內的變化而導致的電流限制精度較低。
圖1所示為一個1.5V、15A轉換器,該轉換器使用一個檢測電阻來檢測輸出電流;圖2顯示了相同的電路,但具有DCR檢測功能。采用檢測電阻的電路的滿載效率為86.9%,而DCR檢測時滿載效率提高至88.7%(見圖3)。400kHz 開關頻率在高效率和快速負載階躍響應之間實現了良好的平衡。圖4所示的負載階躍響應顯示,對于50%至100%負載階躍,輸出電壓保持在±50mV以內。
圖1.一個1.5V、15A轉換器,內置一個檢測電阻。
圖2.與圖1所示的轉換器相同,但DCR檢測除外。R1和C1處的濾波器從電感的DCR推斷電流檢測信息。
圖3.采用檢測電阻時轉換器的效率與采用DCR檢測時的效率的關系。通過消除檢測電阻,滿載效率提高了近2%。
圖4.轉換器的50%至100%負載階躍10A/DIV響應如圖2所示。
寬輸入電壓范圍應用
LTC3854 的輸入電壓范圍使其能夠用于多種應用,包括汽車、工業和通信。寬輸入轉換器的一個例子是圖5中的5V、10A轉換器,可用于6V至38V的輸入電壓范圍。強大的柵極驅動器和低 Q 值GFET在32V輸入電壓和100%負載下可實現94%的效率,如圖6所示。
圖5.5V、10A 轉換器,輸入電壓范圍為 6V 至 38V。
圖6.5V、10A 轉換器的效率。
LTC3854 的小尺寸和低引腳數使得具有圖 7 所示輸入電壓范圍的 2.5V/5A 轉換器的控制部分適合 180mm2面積。雙通道FET用于最小化功率級的尺寸。400kHz 開關頻率允許使用一個占位面積為 7mm × 7mm 的小型 2.2μH 電感器。整個轉換器(減去大容量輸入電容)可以安裝在430mm中2面積。
圖7.2.5V、5A 轉換器,輸入電壓范圍為 4.5V 至 26V。
軟啟動、低壓差和高降壓比
LTC3854 具有一個可編程軟起動裝置,并在 RUN/SS 引腳上利用一個電容器。隨著輸出電壓的斜坡上升,轉換器以不連續模式工作,以防止反向電流流入電感器。這允許器件安全地導通至預偏置輸出。斜坡上升后,該器件以連續導通模式工作。其他特性包括:低壓差應用的最大占空比為 97%,低最小導通時間為 75ns,適用于具有高降壓比的應用,除逐周期電流限制外,還具有折返電流限制,以及用于偏置的內置 5V 線性穩壓器。
結論
LTC3854 為成本敏感型和空間受限型應用提供了可靠性和效率。該器件可在 4.5V 至 38V 的輸入電壓范圍內產生 0.8V 至 5.5V 的輸出電壓。LTC3854 的 2mm × 3mm DFN 和 MSE 封裝以及一個 400kHz 開關頻率最大限度地減小了解決方案尺寸。
審核編輯:郭婷
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