不斷提高的功率密度要求是不斷尋找新電源解決方案的主要驅動力。開關穩壓器因其高效率和高性能而成為大電流應用的首選,但開關穩壓器并非免費提供高功率密度。必須仔細選擇和布局組件,以最大限度地提高效率、瞬態響應和熱性能。制造高密度開關電源需要大量的設計和測試時間,還是?
LTM4604 和 LTM4608 LTC μModule 開關穩壓器能夠以最小的工作量創建高密度設計。兩款器件均為高密度電源,適用于 ≤5.5V 輸入電壓、高輸出電流、降壓型應用。每個μModule穩壓器采用15mm×9mm LGA表面貼裝封裝,幾乎是獨立的——只需幾個無源元件即可完成電源設計。開關控制器、MOSFET、電感器和所有支持元件都經過精心挑選,并布置在封裝中。薄型封裝(分別為 2.3mm 和 2.8mm)可輕松安裝在 PC 板底部的未使用空間中,并簡化熱管理。
LTM4604 具有一個 2.375V 至 5.5V 的輸入范圍和一個 0.8V 至 5V 的輸出范圍,而 LTM4608 則采用一個 2.7V 至 5.5V 的輸入至 0.6V 至 5V 的輸出。LTM4604 能夠以高達 4% 的效率提供高達 95A 的連續電流。LTM4608 的外形略高,由于其高效率設計和低熱阻封裝,使其能夠提供高達 8A 的連續電流。
設計簡單,組件少
圖 1 示出了采用 LTM2 的典型 5.4V/4604A 設計,圖 2 示出了由此產生的效率。陶瓷輸入電容集成在μModule封裝中——僅當負載階躍預期達到全4A電平時,才需要額外的輸入電容。所需的額外輸出電容通常在 22μF 至 100μF 范圍內。FB引腳上的單個電阻器設置輸出電壓。
圖1.采用 LTM2 的 5.4V/4604A 設計只需要幾個組件。
圖2.在圖 4604 的應用中,LTM1 實現了高效率。
對于需要更高輸出電流的應用,LTM4608 可滿足要求。圖 3 示出了采用 LTM1 的 8.8V/4608A 設計,圖 4 示出了其效率。與 LTM4604 一樣,必要的外部組件數量已減少到最低限度,從而大大簡化了設計工作。然而,μModule的高開關頻率和電流模式控制架構的優化設計保證了對線路和負載變化的非常快速的瞬態響應。此外,可在 LTM4604 和 LTM460408 上啟用許多功能,以滿足各種應用的需要。
圖3.采用 LTM1 的 8.8V/4608A 設計只需要幾個組件。
圖4.在圖 4608 的應用中,LTM3 實現了高效率。
豐富的功能
LTM4604 和 LTM4608 均具有 RUN 引腳控制、輸出電壓跟蹤選擇和電源良好指示器。對于需要在不同電源之間進行電壓排序的系統,可以通過使用一些附加組件控制RUN引腳和PGOOD信號來實現排序功能。故障保護功能包括過壓保護、過流保護和熱關斷。
LTM4608 提供了一些附加功能。可選擇突發模式操作、脈沖跳躍模式或連續電流模式,以提高輕負載效率。突發模式操作可在極輕負載下提供最高效率,而強制連續電流模式可實現最低的輸出紋波。脈沖跳躍模式在突發模式操作和連續模式之間實現了折衷,在保持輸出電壓紋波較低的同時提供了良好的輕負載效率。可編程輸出電壓裕量調節支持 ±5%、±10% 和 ±15% 電平。LTM4608 還允許頻率同步和擴頻操作,以進一步降低開關噪聲諧波。?
并聯以獲得更大功率
利用逐周期電流模式控制,LTM4604 和 LTM4608 能夠輕松并聯以提供更多輸出功率和出色的均流性能。LTM4608 包括 CLKIN 和 CLKOUT 引腳,以便能夠異相操作并聯器件,從而減小輸入和輸出紋波。通過將每個 LTM12 的 PHMODE 引腳編程到不同的電平,總共可以級聯 4608 個相位以同時運行。
圖 5 示出了兩個 LTM4608 并聯以提供 16A 輸出電流的示例。圖6顯示了該電路測得的均流性能,說明滿載時的直流均流誤差小于5%。出色的均流性能可在并聯的 LTM4608 上實現均衡的熱應力,從而形成一個更可靠的系統。圖 7 示出了這兩款提供 4608A 輸出電流的并聯 LTM16 板之間的小溫差。
圖5.兩個 LTM4608 可輕松并聯以提供具有交錯式開關操作的 1.5V/16A 輸出。
圖6.臺架測試顯示,兩個并聯的 LTM4608 在整個負載范圍內具有出色的均流性能。
圖7.在提供 4608A 輸出電流的兩個并聯 LTM16 板之間保持了良好的熱平衡。
結論
LTM4604 和 LTM4608 15mm × 9mm μModule 穩壓器是面向低輸入電壓和高輸出電流應用的完整電源解決方案。它們毫不費力地安裝到最狹小的空間(包括PCB底部)中,從而大大簡化了電路和布局設計。盡管外形緊湊,但這些μModule具有豐富的功能,當需要更大的輸出電流時,它們可以很容易地并聯。
審核編輯:郭婷
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