灵活的双输出6相降压控制器为电源提供高性能和灵活解决方案

作者：Mike Shriver and Yingyi Yan

高性能通信、服务器和计算系统中的 ASIC、FPGA 和处理器需要能够直接从 1 V 或中间总线产生 0.12 V（或更低）电压的核心电源，最大负载电流有时超过 200 A。这些电源必须满足严格的效率和性能规格，通常在相对较小的PCB占板面积内。LTC7852 / LTC7852-1 6 相、双输出、降压型控制器可为这些电源提供高性能和灵活的解决方案。

LTC7852 / LTC7852-1 专为高效率而设计。LTC7852 的每一相均不使用内部栅极驱动器，而是产生一个 PWM 输出，该输出可与电源模块、DrMOS 或外部栅极驱动器以及分立式 MOSFET 接口。DrMOS 器件通过将栅极驱动器和 MOSFET 集成到一个封装中，实现了整体更小的解决方案尺寸和高效率。它们通常设计用于 12 V 输入电压。外部栅极驱动器和 MOSFET 具有良好的热性能，并且可以在更高的输入电压下工作。LTC7852 的亚 mΩ DCR 检测架构可实现精确的电流检测，DCR 值仅为 0.2 mΩ。这大大降低了传导损耗。LTC7852-1 专为专门与提供自身电流检测信号的 DrMOS 器件配合使用而设计。

每个输出均经过差分检测，范围为0.5 V至2.0 V（2.0 V限制仅适用于LTC7852），总调节精度为±0.5%。由于LTC7852和LTC7852-1采用外部5 V电源而不是输入电压偏置，因此转换器的输入电压范围不受IC的限制。其开关频率范围为 250 kHz 至 1.25 MHz，而 40 ns 的最小导通时间可实现高降压比。

两个输出的相位配置为 3+3、4+2 和 5+1，可通过 PHCFG 引脚进行选择。在 3+3 配置中，两个输出可以并联用于最大负载电流为 6 A 的 240 相转换器。 使用一个 6 相控制器代替两个 3 相或三个 2 相控制器可大大简化设计和布局。仅使用两个控制器即可实现多达 12 相操作。

LTC7852 采用 5 mm × 6 mm GQFN 封装，LTC7852-1 采用 4 mm × 5 mm QFN 封装。

6相高效内核电源

图1所示为6相1.0 V/200 A LTC7852转换器。该器件的工作开关频率为 400 kHz，输入电压为 12 V。每相的功率级由一个5 mm× mm DrMOS和一个5.0 μH铁氧体电感组成，典型DCR为25.0 mΩ。由此产生的满载效率为 325.90%（图 0）。满载、2 LFM 气流下的热点温度在室温下为 200°C（图 78）。由于紧密的均流，电感器之间的温差小于3°C。

图1.采用FDMF6DC DrMos的1相0.200 V/7852 A LTC5820转换器原理图。F型开关= 400 kHz。

图2.图1电路在V处的效率图在= 7 V、10 V、12 V 和 14 V。

图3.图1电路在V处的热图像在= 12 V，满载，24°C 环境温度和 200 LFM 气流。

亚 mΩ 直流电阻检测

LTC7852 采用一种专有的峰值电流模式亚 mΩ DCR 检测架构来改善电流检测信号的信噪比。电感两端的 DCR 检测滤波器为 SNSP 和 SNSN 引脚提供放大的交流信号。与第一个滤波器级联的第二个滤波器为SNSP和SNSAVG引脚提供直流信号。LTC7852 放大直流信号并将其与交流信号相加以重建信号。重建的信号是原始信号的 5× 倍。这允许清洁稳定的工作，DCR值低至0.2 mΩ。

输出电流监控和过流保护

LTC7852 的 IMON1 和 IMON2 引脚产生一个与其相应通道的负载电流成比例的信号，并参考于 V1P5 引脚。该信号可由电源监视器或ADC和微控制器用于负载检测。

逐周期电流限制是峰值电流模式架构的原生优势。打嗝模式电流限制提供了额外的保护。如果过流故障超过32个周期，转换器将停止开关，时间长度由软启动电容器设置。在此间隔结束时，切换将恢复为软启动。如图4所示，转换器在故障期间的切换时间相对较短。这大大降低了 MOSFET 和电感器的热应力。

图4.打嗝模式过流保护和恢复。

结论

LTC®7852 / LTC7852-1 是一款高性能、灵活的、6 相、双输出降压型控制器，专为采用 DrMOS、电源模块或外部栅极驱动器和 MOSFET 的高效率和高可靠性电源而设计。其特性包括亚mΩ DCR检测（LTC7852）、可选相位配置、总调节精度为±0.5%的0.5 V基准电压源、差分输出检测、250 kHz至1.25 MHz开关频率范围和打嗝模式限流保护。

审核编辑：郭婷