LTC3865双输出降压型稳压器实现重负载条件下最高效率的应用

星星科技指导员 2023-04-12 907

描述

LTC3865 是一款高性能降压型控制器，具有两个恒定频率、电流模式、同步降压型控制器和片内驱动器。它在宽输入范围内提供高输出电流能力。LTC3865 提供的一个重要特性是其高准确度的可编程输出电压。内部精密反馈电阻可通过两个 VID 引脚从 1 种不同的输出电压中进行选择。内部电阻器减少了外部元件的数量，并确保低压轨的精度为1%。

LTC3865 适合于输入电压高达 38V 和输出电压高达 5V 的应用。它可以同步到高达 750kHz 的频率，并采用紧凑的 5mm × 5mm QFN 封装。该器件还能够进行电感 DCR 检测，从而在较高负载电流下提高效率。这些特性非常适合设计解决方案尺寸受限的宽输入电压范围、高电流应用。

引脚可选输出

LTC3865 具有引脚可编程输出电压。将每个通道的两个 VID 引脚连接到 INTV抄送、GND 或让它们保持浮动会导致 0.6V 至 5V 的九种不同输出电压（见表 1）。引脚编程省去了至少四个外部反馈电阻，使整体设计解决方案空间保守且具有成本效益。如果应用需要引脚编程不支持的输出电压，仍然可以选择使用外部电阻来设置输出电压。由于 LTC3865 集成了精准反馈电阻器，因此它可以在 1.0V 至 6.1V 的输出范围内实现 8% 的输出准确度，对于 1.5V 至 2V 的输出准确度可实现 5.5% 的输出准确度，并在 −40°C 至 85°C 的温度范围内保持此准确度。

VID11/VID21	VID21/VID22	V输出1/V输出2（五）
国际电视抄送	国际电视抄送	5.0
国际电视抄送	浮	3.3
国际电视抄送	接地	2.5
浮	国际电视抄送	1.8
浮	浮	0.6 或外部分压器
浮	接地	1.5
接地	国际电视抄送	1.2
接地	浮	1.0
接地	接地	1.1

R意义和直流电阻传感

对于要求在高负载电流下实现最高效率的应用，与DCR检测相比，检测电阻会牺牲几个百分点的效率。电感DCR是电感铜绕组电阻的表现形式。在高电流应用中，典型电感值较低，因而允许使用DCR值低于1mΩ的高饱和电流电感。DCR 电流检测通过检测低铜 DCR 两端的压降来监控电感电流，从而利用这一点。这消除了检测电阻及其额外的功率损耗，从而提高了效率并降低了解决方案尺寸和成本。DCR检测应用示例如图1所示。图 2 显示了效率比较。

控制器

图1.直流电阻传感应用。

控制器

图2.图1所示电路的效率。

多相操作

LTC3865 以 180° 错相方式操作两个通道。这降低了所需的输入电容和电源引起的噪声。凭借其电流模式架构，它可以配置为双路输出，或两个功率级连接在一起的单路输出。

双相单输出应用易于配置;只需绑定渠道的补偿（ITH）、反馈（VFB）、使能（RUN）、电源良好（PGOOD）和跟踪/软启动（TRK/SS）引脚。通过将有效开关频率和交错相位加倍，单输出配置最大限度地减少了所需的输入和输出电容以及电压纹波，并允许快速瞬态响应和增强的电流能力。双相单输出应用的示例如图3所示。

控制器

图3.单输出应用。

具有负反向电流限制的输出过压保护

保护IC免受过压条件影响的传统方法是使用过压比较器，以防止瞬态过冲（>10%）以及其他可能导致输出电压过冲的更严重情况。在这种情况下，顶部 MOSFET 关断，底部 MOSFET 导通并保持导通，直到输出电容释放过多能量，使输出恢复稳压。

无限期打开底部MOSFET以清除过压情况的一个问题是，有时需要过大的反向电流才能对输出电容放电。在这些情况下，底部FET会经历极端的电流应力。为避免这种情况，LTC3865 增加了一个 –53mV 的反向电流限值。通过设定允许的反向电流量下限，LTC3865 可限制底部 FET 的导通时间。此功能在动态重新编程输出电压的应用中非常重要。例如，如果输出电压从1.8V更改为1.5V，则激活反向电流限制，如图4所示。

控制器

图4.作为 V外从 1.8V 转换到 1.5V，采用 –53mV 反向电流限制和 10mΩ 检测电阻，反向电感电流限制在 5.3A 左右。

频率选择和模式/PLLIN频率

为了最大限度地提高轻负载条件下的效率，LTC3865 可设置为自动突发模式操作。或者，为了以牺牲轻负载效率为代价将噪声降至最低，可以将其设置为在强制连续导通模式下工作。对于相对较高的效率和低噪声操作，可以将其设置为两者的混合运行，即脉冲跳跃模式。脉冲跳跃模式与强制连续模式一样，与突发模式操作相比，具有更低的输出纹波、低音频噪声和更低的射频干扰。它还提高了轻负载效率，但不如突发模式操作那么多。®

MODE/PLLIN 引脚上的时钟强制控制器进入强制连续模式，并将内部振荡器与此引脚上的时钟同步。集成在该引脚上的锁相环由一个内部压控振荡器和一个鉴相器组成。这允许控制器 1 的顶部 MOSFET 的导通锁定到施加到 MODE/PLLIN 引脚的外部时钟信号的上升沿。LTC3865 的频率范围为 250kHz 至 750kHz。如果未施加外部同步信号，则有一个 7.5μA 的精准电流从 FREQ 引脚流出，该电流可用于通过从引脚到 SGND 的单个电阻器将 LTC3865 的工作频率从 250kHz 设置为 750kHz。

结论

LTC®3865 降压型稳压器非常适合于需要电感器 DCR 检测以实现重负载条件下最高效率的应用。它能够调节两个独立的输出，并可通过将其通道连接在一起和/或通过并联额外的 LTC3865 功率级来配置为更高的负载电流能力。LTC3865 的 VID 可编程输出电压减少了器件数量，同时提高了设计灵活性。这些特性，加上其额外的负反向电流限制和集成的 PLL 特性，使得 LTC3865 非常适合多种应用。

审核编辑：郭婷

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