高效DC/DC转换器从3.3V背板提供两个15A输出

介绍

3.3V 直流母线在宽带网络系统中广受欢迎，用于各种较低电压，为 DSP、ASIC 和 FPGA 供电。这些较低的电压范围为1V至2.5V，通常需要高负载电流。为了保持高转换效率，降压转换器的功率MOSFET导通损耗必须降至最低。问题在于，3.3V总线还频繁使用亚逻辑电平MOSFET。这种MOSFET具有相对较高的RDS（ON），将转换器的满载效率限制在 85% 左右。更有效的解决方案是使用逻辑电平MOSFET，其R值非常低DS（ON）但需要一个 5V 电源。LTC1876 通过将一个 1.2MHz 升压型稳压器 （其从一个 3.3V 输入产生一个 5V 偏置电源）与两个提供低电压输出的降压型控制器相结合，允许使用逻辑电平 MOSFET。通过将所有三个稳压器集成到单个 IC 中，LTC1876 实现了小型且成本低廉的高效电源。

设计示例

图1所示为采用3.3V输入提供2.5V/15A和1.8V/15A的设计。因为 LTC1876 为 MOSFET 栅极驱动提供了一个 5V 偏置，所以 RDS（ON）MOSFET Si4838 （典型值为 2.4mΩ） 可用于实现高效率。图2显示，在很宽的负载范围内，总效率高于90%。

图1.LTC1876 设计可在 15A 和 15A 时将 3.3V 转换至 2.5V，在 15A 时转换 1.8V。

图2还显示，该设计的轻载效率超过84%。这是 LTC1876 突发模式操作的一个直接优势。两个降压通道的异相运行进一步提高了效率。第一通道的顶部MOSFET与第二通道的MOSFET异相180°，从而最大限度地减少了通过输入电容的RMS电流。这大大降低了与输入电容ESR相关的功率损耗。图3显示了此操作的详细电流波形。®

图2.设计效率高，如图1所示。

图3.每个开关稳压器的峰值电流为5A，但输入端的总纹波仍然仅为5A，使C最小化在要求。

结论

LTC1876 采用三种技术，从一个低输入电压高效地为低电压 DSP、ASIC 和 FPGA 供电。第一种技术使用内部升压稳压器为MOSFET栅极驱动提供单独的5V电压。其次，其突发模式操作可在轻负载下实现高效率。最后是异相技术，可最大限度地减少输入RMS损耗并降低输入噪声。完整的稳压器电路保持小巧且价格低廉，因为所有三个开关稳压器（一个升压稳压器和两个降压控制器）都集成在单个IC中。对于提供单独 5V 或输入电源大于 5V 的系统，内部升压稳压器可用于提供开关电流高达 1A 的第三个升压输出。

审核编辑：郭婷