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大电流轨需要具备控制和监察功能的转换器

时间:05-12 来源:ADI 点击:

电压误差放大器和内部前馈补偿。内部前馈补偿针对输入电压变化即时调节占空比,从而在发生瞬态事件时显著地降低了输出过冲或下冲。两个通道都具备远端输出电压检测功能,以补偿与长 PCB 走线有关的压降。当输出并联时,单独的控制环路实现卓越的 DC 和动态多相负载均分。图 2 显示了图 1 原理图在 15A 阶跃负载时的瞬态响应。与标称输出电压的最大偏差低于 25mV。

图 2:图 1 电路的瞬态响应

选择功率级

LTC3882 的每个通道都提供可选 PWM 控制协议,以连接具备 3.3V 兼容控制输入的功率级设计。用户可以选择最佳类型的功率级以满足设计要求:分立式 FET 驱动器、DrMOS 器件或 电源模块。这些类型的功率级能够以每通道为基础进行混合和匹配,从而允许按照每个轨的功率需求优化电源子系统划分、大小和成本。

尖端的调制模式可提供对输出负载阶跃的快速、单周期响应,而且对最小占空比没有限制。在采用这种方法实现高降压比的情况下,PWM 输出控制脉冲可以变得非常小,而且最短接通时间通常受到功率级而不是控制器的限制。就最紧凑的解决方案而言,可以仅用陶瓷输出电容器,而且 LTC3882 采用了可编程有源电压定位 (AVP) 技术,因此可以进一步优化等效串联电阻 (ESR) 并减小输出电容器尺寸。

视应用的需求,可以通过选择最佳工作频率来优先考虑峰值效率或解决方案尺寸。LTC3882 的可编程开关频率范围为 250kHz 至 1.25MHz,支持对电感器尺寸和输出电流纹波的优化。LTC3882 还可用来产生共享的 PWM 主时钟,或接受一个外部时钟输入,以同步至不同的系统时基。

针对高功率的低 DCR 检测

在输出电流相对较高时,转换效率必须最大限度地提高,以限制传导损耗产生的热量,并最大限度地降低相关的冷却成本。最大限度降低电流检测组件中的功率损耗以尽可能提高效率是很重要,因为该组件不断地看到全 DC 负载电流加上附加纹波电流。LTC3882 支持常规检测电阻器拓扑以及低 DCR 检测方法,而低 DCR 检测可以产生仅为几十毫伏的电压。固定斜率电压模式 PWM 架构允许用大信号控制占空比,消除了采用电流模式控制方法时低 DCR 设计可能产生的噪声问题。图 3 所示为图 1 原理图的效率和功率损耗。

图 3:12V 输入至 1V 输出时的效率和功率损耗曲线

LTC3882 提供了一个可选的数字输出伺服功能。当该功能启动时,通道电压的 16 位 ADC 输出用来伺服所希望的平均输出值。在这种情况下,转换器提供了十分出色和仅为 ±0.2% 的典型输出误差,随温度变化的最大误差为 ±0.5%。就多相单输出工作而言,LTC3882 提供单独的均流环路,该环路提供准确的负载平衡,这与常规电压模式转换器相比是一个改进。输出通道通过引脚搭接设计成主控制通道或从属通道。主通道上的 IAVG 引脚提供与瞬时输出电流变化类似的电压。给这个线路加上一个 100pf 至 200pf 的滤波电容器,然后发送给所有从属相位通道。从属通道运用这一信息和来自主通道的主 COMP 控制电压,使自身的输出电流与主通道的输出电流相匹配。图 4 显示,在高速负载阶跃时,这种匹配得到了动态保持。

图 4:输出瞬态时的动态负载平衡

准确的遥测

LTC3882 用一个内部 16 位 ADC 监视关键电源参数。对输入和输出电压、输出电流、占空比以及温度,都可以通过 PMBus 进行数字回读。LTC3882 跟踪、保持并提供这些参数的峰值。

除基本电源参数遥测以外,LTC3882 还通过 PMBus 向系统主机报告多种内部及外部状态信息。

快速可编程故障响应

运用 LTC3882 以及其他凌力尔特 PSM 系列器件 (例如:LTC3880) 之间的共享故障总线,可以检测故障并提供故障信息。LTC3882 提供一个标准的开漏 ALERT 输出,以向总线主机发出多种故障情况通知。LTC3882 对关键故障产生高速、低电平硬件响应以保护功率级及下游系统负载。然后,可以用 PMBus 命令配置较高电平的响应、屏蔽系统故障并决定将哪些故障信息传送给共享故障总线。这可灵活地

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