采用LTC3866提高電流式開(kāi)關(guān)電源效率的方法

特點(diǎn)

LTC3866采用恒定頻率峰值電流模式控制架構(gòu)，從而可確保逐周期峰值電流限制和不同電源之間的均流。

該器件尤其適用于低壓、大電流電源，因?yàn)槠洫?dú)特的架構(gòu)能提高電流檢測(cè)電路的信噪比。這允許LTC3866能以由DCR非常低(1mΩ或更低)的電感器產(chǎn)生小的采樣信號(hào)工作，這在大電流電源中可提高電源效率。提高信噪比可最大限度地減小由開(kāi)關(guān)噪聲引起的抖動(dòng)，而這有可能使信號(hào)產(chǎn)生訛誤。憑借精心的PCB布局，LTC3866可對(duì)低至0.2mΩ的DCR值采樣，盡管在這種極端情況下，應(yīng)該額外考慮PCB和焊料電阻。

如圖1所示，LTC3866有兩個(gè)正的采樣引腳(SNSD+和SNSA+)以采集信號(hào)，并在內(nèi)部對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，這在響應(yīng)低壓采樣信號(hào)時(shí)，可使信噪比改善14dB(5倍)。電流限制門(mén)限仍然是電感器峰值電流及其DCR值的函數(shù)，而且可以用ILIM引腳以5mV的步進(jìn)在10mV至30mV的范圍內(nèi)準(zhǔn)確設(shè)定。在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，器件至器件的電流限制誤差僅約為1mV。

圖1：具超低電感器DCR的LTC3866電流采樣電路。大電流通路用粗線(xiàn)顯示

LTC3866還具備精確的0.6V基準(zhǔn)，而且其保證的容限為±0.5%，這就可以提供0.6V至3.5V的準(zhǔn)確輸出電壓。其差分遠(yuǎn)端VOUT采樣放大器使LTC3866非常適用于低壓、大電流應(yīng)用。應(yīng)用

圖2顯示了一款以非常低的DCR完成采樣的高效率、1.5V/30A降壓型轉(zhuǎn)換器。在這個(gè)設(shè)計(jì)中采用了一個(gè)DCR=0.32mΩ的電感器，以最大限度地提高效率。

圖2：以非常低的DCR完成采樣的高效率、1.5V/30A降壓型轉(zhuǎn)換器

不同工作模式的效率如圖3所示。在12V輸入電壓時(shí)，滿(mǎn)負(fù)載效率高達(dá)90.3%。與采用1mΩ采樣電阻器和具備相同功率級(jí)設(shè)計(jì)的電源相比，這大約改善了1.4%。在沒(méi)有任何空氣流動(dòng)時(shí)，熱點(diǎn)(底部MOSFET)的溫度僅上升39.6°C(如圖4所示)。在這張圖中，環(huán)境溫度大約為23.8°C。

圖4：圖2電路的熱量測(cè)試獨(dú)特的設(shè)計(jì)提高了效率以及噪聲靈敏度。在采用非常低的0.32mΩ電感器DCR時(shí)，最差情況的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)抖動(dòng)減輕了60%，如圖5所示。

圖5：在12V輸入、1.5V/25A輸出時(shí)，對(duì)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)抖動(dòng)的比較

LTC3866的另一個(gè)獨(dú)特之處是短路軟恢復(fù)。內(nèi)部軟恢復(fù)電路保證，當(dāng)電源從短路情況恢復(fù)時(shí)沒(méi)有過(guò)沖(如圖6所示)。