LTC3613单片式稳压器的应用

单片式开关稳压器和开关控制器共同主导着 DC/DC 转换器市场。通常，它们各自的应用程序几乎没有重叠。基于控制器的解决方案适用于高性能、高功率应用，在这些应用中，最小的功率损耗和最高的热性能是优先考虑的。相比之下，单片稳压器在以紧凑尺寸为主要要求的低功耗应用中更受欢迎。控制器通常提供比单片解决方案更多的功能，但在解决方案尺寸上处于明显的劣势。单片式稳压器的轻尺寸通常以特性和功率损耗增加为代价，并且它们对集成MOSFET的依赖对功耗造成了实际限制。

LTC®3613 单片式稳压器通过将一个高性能全功能控制器与内置低 R 值相结合，模糊了控制器和单片式稳压器应用之间的界限DS（ON）场效应管。

表 1.高功率单片稳压器系列LTC3608LTC3609LTC3610LTC3611LTC3613

 

LTC3608	LTC3609	LTC3610	LTC3611	LTC3613
PVIN(MAX)	18V	32V	24V	32V
ILOAD(MAX)	8A	6A	12A	10A
Frequency Sync
Precise Differential Output Sensing	±1%	±1%	±1%	±1%
Accurate Current Sensing	Bottom FET RDS(ON)	Bottom FET RDS(ON)	Bottom FET RDS(ON)	Bottom FET RDS(ON)
MOSFET RDS(ON) Top/Bottom	10mΩ/8mΩ	18mΩ/13mΩ	12mΩ/6.5mΩ	15mΩ/9mΩ
Package	7mm × 8mm × 0.9mm 64-pin	7mm × 8mm × 0.9mm 64-pin	9mm × 9mm × 0.9mm 52-pin	9mm × 9mm × 0.9mm 52-pin

 

特征

LTC3613 能够接受一个 4.5V 至 24V 的输入电压，并支持 0.6V 至 5.5V 的输出电压。板载顶部和底部 MOSFET 具有低 RDS（ON），分别约为 7mΩ 和 5mΩ，从而保持较低的功耗，并允许 LTC3613 提供高达 15A 的可调负载电流。

LTC3613 具有真正的远端差分输出电压检测功能。这允许在最大负载电流和共享接地层下精确调节输出。该特性对于低输出电压应用至关重要，在这些应用中，即使是由板迹线上寄生IR压降引起的小电压偏移也会使调节精度损失几个百分点。远端差分输出检测和 LTC3613 的准确内部基准相结合，在整个电压、负载和温度范围内提供了出色的输出调节准确度：25°C 时为 ±0.25%，0°C 至 85°C 时为 ±0.67%，–40°C 至 125°C 时为 1%。

LTC3613 具有一个 60ns 的低最小导通时间，因而可在高开关频率下实现高降压比。由于其复杂的受控导通时间、谷值电流模式架构，导通时间受到控制，因此开关频率在线路和负载下的稳态条件下是恒定的。它还允许 LTC3613 在短短几个周期内从一个大负载阶跃中恢复。这种架构可在多个 LTC3613 之间产生均衡的均流，这些 LTC3613 可轻松并联以用于高功率应用。它还包括一个锁相环 （PLL），用于与外部时钟同步，特别适用于高电流、低输出电压应用，在这些应用中，并联相位的交错可以最大限度地减少输出电压纹波。

LTC3613 包括多种安全和保护功能，包括过压保护和限流折返。如果输出超过编程值的7.5%，则将其视为过压（OV）情况，顶部MOSFET立即关闭，底部MOSFET无限期导通，直到OV条件被清除。还提供电源良好输出监视器，如果器件超出 0.6V 基准电压的 ±7.5% 窗口，则进行标记。在输出短路的情况下，如果输出故障超过50%，则最大检测电压降低到其全值的四分之一左右，从而将电感电流水平限制在其最大值的四分之一。

LTC3613 通过其输出电压跟踪和软起动功能，在启动和停机排序期间提供了对输出的精确控制。外部 V抄送还提供输入引脚，允许旁路其内部 LDO，从而在高功率应用中提高效率。

LTC3613 可配置为通过一个串联检测电阻器 R 的电感器电流意义，或通过电感 DCR 传感网络。两种电流检测方案之间的权衡主要是成本、功耗和精度问题。与检测电阻方案相比，DCR 检测越来越受欢迎，因为它的成本和功率损耗更低。即便如此，电流检测电阻的严格容差也能提供最精确的电流限值。

图 1 示出了 LTC3613 的一个典型应用，该应用配置为在一个 24V 至 1.2V 的高降压型解决方案中进行 DCR 检测，并同步至一个 350kHz 外部时钟。图2显示了效率，图3显示了瞬态性能。

图1.24V 输入至 1.2V 输出，采用电感器 DCR 检测，以最大限度地减小解决方案尺寸和成本，并最大限度地提高效率。

图2.稳压器的效率如图1所示。

图3.图1所示电路的负载瞬态响应。

结论

LTC3613 通过包括各种用户可编程功能（如软起动、可编程频率、外部时钟同步、可调电流限值和可选的轻负载操作模式），提供了比典型的单片式开关稳压器更大的设计灵活性。其过压保护和带折返电流限制的可编程电流限制等关键安全特性进一步提高了器件的稳健性。外部 V抄送为高功率应用提供输入。与传统单片相比，其紧凑的解决方案尺寸、广泛的功能集和高性能功能扩展了其使用范围，使其适用于不断扩大的应用范围。

审核编辑：郭婷