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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

作者:JasonSekanina,AlanChern 时间:2012-07-31 来源:电子产品世界 收藏

远端采样实现准确的 POL 调节

本文引用地址://m.amcfsurvey.com/article/135212.htm

  按照常规,高电流低电压 FPGA、ASIC 和微处理器均要求在 POL 终端 (通常是 Vdd 和 Dgnd 引脚) 上提供经过精确调节的极其准确的电压,标称为 VOUT 的 ±3% (或更好)。在输出电压低于 3.7V 时,这是最难以做到的,而为了满足这种调节要求,提供了一个单位增益缓冲器,以对负载终端处的输出电压进行远端采样。

  PCB 中 VOUT 和 GND 铜层之间的压降是不可避免的,这是由物理上存在于模块和负载之间的电阻性分配损耗造成的。如图 1 所示,POL 两端 (VOSNS+ 减去 VOSNS_) 的差分反馈信号在 DIFF_VOUT 端相对于该模块的局部地 SGND 得到了重构,从而允许控制环路补偿在模块输出引脚与 POL 设备之间的供电通路中产生的任何压降。

包括一个输出电压电源良好 (PGOOD) 指示引脚,当输出电压在 VOUT 标称值的 ±7.5% 以内时,该引脚提供一个逻辑高电平开漏信号;否则,PGOOD 拉至逻辑低电平。提供折返电流限制,以保护自身和上游电源免受输出端故障的影响。LTM4611 还包括一种输出过压保护功能:当输出电压超过标称值的 107.5% 时,内部低压端 MOSFET 接通,直到过压情况清除为止。

你的机器有多环保?

  今天和以往同样重要的是 DC/DC 电源转换效率和热量管理。LTM4611 采用耐热增强型 LGA (焊盘网格阵列) 封装,以小的焊盘格局 (仅 15mm x 15mm) 和小的物理体积 (高仅 4.32mm,因此仅占用 1cm3 的空间) 提供富有吸引力的高效率。图 2 显示了 LTM4611 在各种输入和输出电压组合情况下的效率。除了高效率之外,在给定的输入电压和输出负载条件下,LTM4611 的功耗曲线相对平坦,从而使 LTM4611 的热设计以及在后续产品中的重复使用变得简单易行,即使在电源轨电压由于 IC 芯片不断缩小而日益下降的情况之下也不例外。  

  就越来越多的应用而言,降低轻负载时的功耗与降低重负载时的功耗同等重要。在只要可能而且无论何时只要可行 (就能量转换而言) 的情况下,数字器件就会被有意设计成在较低功率状态下工作,而且仅间歇性地吸取峰值功率 (满负载),这种做法越来越普遍。LTM4611 支持脉冲跳跃模式 (Pulse-Skip Mode) 和突发模式 (Burst Mode®) 工作,与强制连续模式 (Forced Continuous Mode) 工作相比,这两种工作模式在较小的负载电流 (< 3A) 时,提供高得多的效率。

耐热增强型封装

  该器件的 LGA 封装允许从顶部和底部散失热量,因而便于使用金属底盘或 BGA 散热器。这种外型有助于在有或没有气流的情况下,实现非常好的散热。图 3 显示了 LTM4611 顶部的红外 (IR)热像,图中 LTM4611 将 5V 输入转换为 1.5V/15A 输出,在没有气流的情况下,在实验台上测得的功耗为 3.5W。其最高的表面温度约为 65°C。  

结论

  LTM4611 是一款微型模块降压型,非常容易放入需要由低压输入 (低至 1.5V) 提供大输出电流的 POL 应用。在整个输入电压范围内,LTM4611 的效率和热性能都很高,从而简化了在 POL 应用中的放置。LTM4611 提供高达 15A 的输出电流,而且可以非常容易地并联以产生高达 60A 的电流,就新一代 3.3V 以及其他系统总线架构而言,该器件有助于简化和实现安装在电路板上的电源解决方案。

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