四相电源可在纤巧的占板面积内提供 120A 并具有旨在实现高效率的超低 DCR 检测功能

<[p] >LTC3875 是一款功能丰富的双路输出同步降压型控制器，其可满足新式高速、大容量数据处理系统、电信系统、工业设备和 DC 配电系统对功率密度的要求。LTC3875 采用 6mm x 6mm 40 引脚 QFN 封装，具备可靠的电流模式控制、超低 DCR 检测和强大的集成型驱动器，提供了高效率。可以把多个 LTC3875 并联起来以提供较高的电流，也可将其与 LTC3874 组合使用以在较小的占板面积内提供相同的性能。<[p] >LTC3874 是一款小占板面积 (4mm x 5mm QFN 封装)、双路多相 ([p] oly[p] hase®) 电流模式同步降压型从属控制器 (相位扩展器)。当与一个伙伴主控制器 (比如：LTC3875) 配对使用时，该器件适合于高电流、多相应用。LTC3874 能够使用具 mΩ 以下DC 电阻的功率电感器来优化效率。针对系统故障的即时响应能力保证了整体解决方案的可靠性。<[p] >采用并联 LTC3875 的 1V VOUT、120A 转换器<[p] >LTC3875 可容易地配置为两相、单输出操作以提供高电流输出。该设计能够利用更多的转换器和并联相位实现扩展以提供甚至更高的电流。图 1 示出了一款采用两个 LTC3875 的 4.5V 至 14V 输入、单输出应用电路原理图。LTC3875 的四个通道以 90° 相移工作，从而降低了输入 RMS 电流纹波并减小了所需的电容器尺寸。每相具有一个上管和一个下管，可支持 30A 的输出电流。<[p] >&nbs[p] ;<[p] style="text-align: center;">图 1：一款单输出、四相 (1.0V/120A) 转换器<[p] >LTC3875 采用一种独特的电流检测架构以提高其信噪比，从而能够通过 DCR 非常低 (1mΩ 或更低) 的电感器提供小检测信号，实现电流模式控制。因此，效率得到了极大的提高，抖动也降低了。电流模式控制实现了快速逐周期限流、均流和简易的反馈补偿。<[p] >通过仔细的 [p] CB 布局，LTC3875 可检测低至 0.2mΩ 的 DCR 值。LTC3875 采用两个正检测引脚 SNSD+ 和 SNSA+ 来获取信号。SNSD+ 端的滤波器时间常数应该与输出电感器的 L/DCR 匹配，而 SNSA+ 端的滤波器带宽则应是 SNSD+ 端滤波器的 5 倍。此外，还可以使用一个额外的温度补偿电路，以在很宽的温度范围和 DCR 变化范围内确保准确的电流限制。<[p] >效率可以利用一个超低 DCR 电感器获得优化。如图 2 所示，当以强制连续导通模式 (CCM) 工作时，解决方案总体效率在 12V 输入和 1.0V/120A 输出时为 87.1%。如图 3 所示，在 200 LFM 气流条件下，热点 (下管) 温升为 58.1°C，这时环境温度约为 25°C。<[p] >四个通道之间的 DC 均流情况示于图 4。当使用一个 0.32mΩ DCR 电感器时，满负载条件下的差异约为 2.0A (&[p] lusmn;3.5%)。<[p] >&nbs[p] ;<[p] style="text-align: center;">图 2：图 1 所示电路的效率<[p] >&nbs[p] ;<[p] style="text-align: center;">图 3：四通道稳压器的热扫描<[p] >&nbs[p] ;<[p] >图 4：DC 均流在四个通道之间实现了平衡，即使在电流负载非常高的情况下也不例外<[p] >在可供替换的 1V、120A 转换器中，LTC3874 从属控制器缩减了解决方案尺寸和组件数目<[p] >图 5 示出了图 1 中所示的 4.5V 至 14V 输入、单输出应用电路的一款替代方案，在此方案中采用了一个 LTC3875 和一个 LTC3874。LTC3874 相位扩展器起一个从属控制器的作用，但其可支持所有的可编程特性和故障保护功能。<[p] >lLTC3875 和 LTC3874 的 ITH 引脚相连以实现均流<[p] >lLTC3875 的 CLKOUT 引脚连接至 LTC3874 的 SYNC 引脚以实现开关频率的同步<[p] >lLTC3874 的 MODE 引脚连接至 [p] GOOD，这允许在启动周期中执行针对预偏置负载条件下的 DCM 操作<[p] >lLTC3874 的 FAULT 引脚被上拉至 INTVCC 引脚，并通过一个受控于 TK/SS 引脚电压的 MOSFET 连接至 LTC3875 的 [p] GOOD 引脚。当 [p] GOOD 引脚由于某种故障而被拉至低电平时，LTC3874 可出于保护目的把两个通道全部关断<[p] >即使在采用来自一个 DCR 低于 1mΩ 的电感器之检测信号时，LTC3874 的电流模式控制也是准确，这一点和 LTC3875 是相似的。与主控器 LTC3875 相比，LTC3874 简化了引出脚配置，并且只采用了一组用于 DCR 电流检测的 RC 组件。RC 滤波器的滤波器时间常数应具有一个 5 倍于输出电感器之 L/DCR 的带宽。<[p] >该解决方案的总体效率和热性能与采用两个 LTC3875 的解决方案是很近似。四个通道之间的 DC 均流是准确的。当使用一个 0.32mΩ DCR 电感器时，满负载条件下的差异约为 1.6A。<[p] >&nbs[p] ;<[p] style="text-align: center;">图 5：采用 LTC3875 和 LTC3874 的单输出、四相 (1.0V/120A) 转换器<[p] >结论<[p] >LTC3875 在其小巧的 6mm x 6mm 40 引脚 QFN 封装中提供了一个超大的特性集。该器件具备可靠的电流模式控制、超低 DCR 检测和强大的集成型驱动器，提供了高效率。跟踪、多芯片工作和外部同步能力等使其功能库更趋丰富。此外，当与 LTC3875 配对使用时，从属控制器 LTC3874 还可提供一款占板面积更小的解决方案。LTC3875 和 LTC3874 是大电流应用的理想选择，例如：电信和数据通信系统、工业和计算机系统应用等。