數字IC集成度的提高,加上印刷電路板布局和組裝技術的進步,繼續推動系統性能和功率密度更高。其中許多系統由 12V 電源軌或電池組供電,利用負載點穩壓器最大限度地提高電源鏈效率,同時保持小尺寸。LTC?3626 同步、單片式降壓型穩壓器非常適合這些工作環境,因為它能夠提供一種靈活、高效的 DC/DC 轉換,同時占用非常小的占板面積。
LTC3626 能夠在一個纖巧型、2mm × 5mm、3 引腳 QFN 封裝的 6.20V 至 3V 輸入電壓范圍內提供 4.20A 的輸出電流。其獲得專利的受控導通時間架構可產生出色的瞬態響應,并在高開關頻率下實現高降壓比,從而最大限度地減少電路板占板面積。
LTC3626 集成了許多易于使用但功能強大的功能,這些功能通常需要額外的 IC 和設計時間才能實現。具體而言,只需增加幾個無源元件,LTC3626 就可以配置為提供其輸出電流、輸入電流和片內溫度的準確測量。它可以很容易地編程以限制每個測量參數。
這些內置功能擴展了設計人員對系統性能的洞察力,并以極少的額外設計投資提高了控制水平。此外,還提供可選的內部環路補償,以最大限度地減少設計工作量。
LTC3626 還包括用戶可選的突發模式操作或強制連續模式、電阻器可編程開關頻率(范圍為 500kHz 至 3MHz)、電源良好狀態輸出、輸出跟蹤能力和外部時鐘同步。
電流監控和限制
測量系統整體性能的一種方法是監控電源輸出端的電流。電源電流監控還可以通知設計人員下游 IC 是否按預期運行,這在設計和調試以及正常工作期間非常有用。
LTC3626 通過在其 IMON 處產生其平均輸出電流的一小部分,從而輕松監視電源電流外引腳,特別是IMON上的電流外PIN 等于平均輸出電流除以 16,000。
圖1顯示了在–40°C至85°C環境溫度范圍內輸出電流測量的典型性能。 圖 2 顯示了實際平均輸出電流與 LTC3626 測量的平均輸出電流之間的誤差。
圖1.輸出電流監視器與輸出電流的關系。
圖2.輸出電流監視器誤差與輸出電流的關系。
IMON的電流外引腳可以直接測量,也可以通過放置IMON的電阻轉換為電壓外引腳接地。轉換 IMON 的輸出外通過引腳連接到電壓,可通過微控制器或獨立ADC輕松調整輸出以進行數字化。圖 3 示出了配置為在輸出電流監視器激活的情況下運行的 LTC3626,而 LTC2460(16 位 ADC)則對結果進行數字化處理。
圖3.12V輸入至1.8V輸出,2.5A穩壓器,帶數字輸出電流監控。
LTC3626 還具有一個易于編程的平均輸出電流限值。具體而言,LTC3626 包含一個具有大約 1.2V 基準的片內限流放大器。要設置平均輸出電流,只需根據IMON調整電阻的大小外接地,使得應激活限值的電流的合成電壓為 1.2V。
與平均輸出電流類似,LTC3626 可產生 IMON 處平均輸入電流的估計值在針。也就是說,IMON的電流在PIN 是平均輸入電流除以 16,000 的估計值。與平均輸出電流一樣,LTC3626 提供了一種簡單的機制來設置平均輸入電流的限值。對于必須限制從輸入電源汲取的平均電流的應用,該特性非常有用。圖 4 示出了 LTC3626 配置為將平均輸入電流限制為 475mA,同時從一個 2V 輸入電壓產生一個 5.5V 的輸出電壓。
圖4.5V輸入至2.5V輸出,1MHz同步頻率,帶輸入電流監視器和475mA輸入電流限制。
溫度監控和限制
LTC3626 可在 TMON 引腳上產生片內溫度的估計值。此功能可用于確定在組裝過程中與 QFN 裸露焊盤的接地連接的質量。QFN 的裸露焊盤旨在為電路板提供低阻抗電氣連接以及良好的熱接觸。目視檢查這種關鍵連接可能很困難,即使片上溫度可能過高,無法實現可靠的長期器件操作,通過簡單地觀察調節輸出電壓,也可能無法明顯看出不良的裸露焊盤連接。然而,通過測量TMON引腳,用戶可以深入了解裸露的焊盤連接,從而了解內部部件的操作環境。
例如,圖5顯示了在兩個器件上采集的數據,一個器件與PCB的焊盤連接良好,另一部分的裸焊盤連接不良。雖然兩款器件均調節至預期的輸出電壓,但從內部溫度測量中可以明顯看出,兩款器件之間的內部工作環境差異很大。如果放置在環境工作溫度為70°C的系統中,裸露焊盤連接不良的器件將明顯超過125°C的最大允許結溫,從而影響長期可靠性。
圖5.通過檢查 LTC3626 進行的溫度測量,很容易確定裸露襯墊連接的質量。
結論
當今系統設計人員不斷追求更高的性能和功率密度,需要小型、靈活和高效的負載點轉換器,以最大限度地提高整體電源鏈效率。LTC3626 集寬輸入電壓范圍、輸出電流能力、靈活的功能集和非常小的外形尺寸于一身,使其成為當今許多負載點穩壓器應用的理想選擇。
審核編輯:郭婷
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