从低至 1.5V 的输入进行转换以提供高达 15A 的输出，无需辅助偏置电源

从低至 1.5V 的输入进行转换以提供高达 15A 的输出
并无需辅助偏置电源

凌力尔特公司

微型模块电源产品部设计工程师 Jason Sekanina

微型模块电源产品部产品评估工程师 Alan Chern

很多排列密集和复杂的电路板设计 (例如: 采用多个 ASIC 的嵌入式系统或双核单板计算机) 都采用隔离砖式转换器，以将 48V 配电 (背板) 电压转换为稳定的 3.3V 系统总线电压。这么做有几个原因：

1) 当选择合适的 DC/DC 负载点 (POL) 转换器，将 3.3V 电压转换为较低的电压轨 (2.5V、1.2V、1.0V、0.9V) 以给例如 DDR 存储器、FPGA 内核或收发器供电时，仅用 3.3V 总线电压就可以改善电路板 (所有电路) 的功耗。

2) 仅用一种总线电压 (3.3V) 运行以简化电路设计，因为无需 5V 或 12V 内务处理电源，这种电源常常用来偏置较大功率的 DC/DC POL 稳压器。

3) 将 48V 和 24V 电压转换至 3.3V 时，隔离砖式转换器已经提高了转换器的效率，而且是以更高的输出功率水平。

当 3.3V 总线下游的负载需要超过 5A 甚至高达 12A 的电流时，挑战就出现了。尽管这种需求似乎很少，但是 FPGA、处理器和 ASIC 技术领域的进步已经使设计师能在更小的电路板中，用更多这类器件来提高性能，而且越来越多的应用有了 10A 的负载要求。

最近有一个客户要求，用 3.3V 输入总线供电时，从 1V 电源轨提供 30A 电流。然而，传统的低输入电压大功率开关模式 DC/DC 转换器有 N 沟道 MOSFET，依靠第二个稳压器 (内务处理) 电路来提供高于总线 VIN 的电压，以用于 MOSFET 栅极驱动，这增大了布局复杂性、尺寸和成本。当没有 5V 电压可用时，从 3.3V 输入总线给负载提供大电流的效率是非常低。由此引起过大的功耗会提高稳压器以及周围组件的节温，结果只有一个，就是减弱系统在寿命期内的可靠性。

解救办法

LTM®4611 是一款扁平微型模块 (µModule) 降压型开关模式 DC/DC 转换器，采用紧凑的 15mm x 15mm x 4.32mm LGA 表面贴装封装。开关控制器、MOSFET、电感器和支持组件均内置于封装之中，因此设计可简化为少量外部组件的选择。LTM4611 在 1.5V 至 5.5V (绝对最大值为 6V) 的输入电压范围内工作，适用于各种电源架构，尤其是数据存储和 RAID (独立磁盘冗余阵列) 系统、ATCA (先进电信计算架构) 和网络卡应用中的电源，在这类电源架构中，其中一个或多个常见总线电压是 5V、3.3V、2.8V 和 / 或 2.5V。

由于和相对较高的总线电流相关的配电损耗 (电压降) 的原因，总线电压低于 2.5V 的情况并不常见，尽管如此，在那些必须精确调节负载电压 (即使在短暂或持续的电气过程导致输入总线电压下降时也不例外) 的应用中，LTM4611 可依靠一个 1.5V 输入为其负载提供满功率的能力仍然是特别有利的。系统总线上的瞬变过程一般会因电机、换能器、除纤颤器的运作或微控制器工作速率的提升而出现。系统分布式总线上的故障事件有可能使总线电压下降，但仍然高于 1.5V。LTM4611 依靠低至 1.5V 的输入提供满功率的能力使得可考虑将其用于任务关键型的医疗和工业仪器，这些设备对正常运行时间及总线电压下降凌驾能力有最高的标准。甚至在所谓"电源濒临崩溃"的过程中 (例如：那些由公用事业智能仪表负责监测的系统之电源突然意外地缺失)，LTM4611 亦能为其负载提供精准调节的电源。而在这种情况下，非常希望能够依靠由后备电池或超级电容器供电，以从逐渐减低的电压尽可能长时间工作。

LTM4611 能用低至 1.5V 的电压工作，还带来了另一个优势：随着今天电源系统中电压轨数量的增多，印刷电路板 (PCB) 中铜层数目也在增多，以有效地向负载发送 (分配) 功率。考虑一个假设的例子：如果不增加 PCB 中的铜层数目，那么可能很难将分布式 3.3V 总线电压发送给 3.3V 至 1.5V 和 3.3V 至 1.2V DC/DC 转换器。现在可以采用另一种方式，一个 LTM4611 可以将 3.3V 总线电压转换为分布式 1.5V 铜层电压，同时另一个 LTM4611 可以高效率地将该 1.5V 铜层电压转换为 POL 处的 1.2V。结果主板上的总体解决方案尺寸可能相当有吸引力，同时还无需将 3.3V 总线电压发送到 PCB 的所有部分。在 PCB 制造过程中尽量减少铜层数目的选项有望节省成本和材料，并在批量生产中产生提高 PCB 良率及 PCB 可靠性的关联优势。

自发生偏置电源

LTM4611 不需要采用辅助偏置电源为其内部控制 IC 或 MOSFET 驱动电路供电；它可依靠其输入电源产生其自己的低偏置电源。该内部偏置电源使得 LTM4611 能够采用低至 1.5V 的输入运作，从而可