采用纤巧型QFN封装的42V高功率密度降压稳压器

Ying Cheng

功耗是工业和汽车应用中DC/DC转换器设计人员面临的一个重大问题，在这些应用中，需要高电流，但空间有限。用高性能分立元件生产高效稳压器是可能的，但费用和解决方案占用空间使这种方法令人望而却步。LT8612 / LT8613 高效率降压型稳压器将所有必要的组件集成到单个 IC 中，从而显著减小了 DC/DC 转换器的尺寸，即使在面临高降压比时也是如此。这些器件也可以并联以增加输出电流能力并分散负载和热量。

这些稳压器中包含的其他理想特性包括超低静态电流，以最大限度地延长电池寿命，以及高开关频率以最小化解决方案尺寸并避免噪声敏感频段。

高效率 42V、6A 稳压器，采用 3mm × 6mm 封装

LT®8612 / LT8613 是 42V、6A 降压型单片式稳压器。集成高效电源开关的低功耗特性允许将这些开关、升压二极管、内部补偿和所有必要的电路封装在一个纤巧的 3mm × 6mm QFN 封装中，而不会过热。图1示出了一款典型的5V/30W LT8612转换器;其效率和功率损耗如图2所示。即使输入电压为 24V，LT8612 也能产生一个 30W 的输出，温升不超过 50°C。在负载范围的另一端，LT8612 / LT8613 采用低纹波突发模式操作，以提高超低负载情况下的效率。

 

LT8612 / LT8613 的最小导通时间低至 40ns，因而允许高 V在/在外即使在高开关频率下也能实现比率。高达 2.2MHz 的高开关频率使功率电感器和输出电容器的尺寸和值最小化。此外，电感器可以根据输出负载要求确定尺寸，无需使用更大的电感器来提供设计开销，这是器件高速峰值电流模式架构和稳健开关设计的结果。

多相设计可提高输出电流能力

负载超过6A在汽车和工业应用中并不少见。对于这些相对较高的电流条件，多相设计可以扩展 LT8612 / LT8613 稳压器的输出能力。LT8613 具有一个内置的轨至轨电流检测放大器，并带有监视器和控制引脚，从而实现准确的输入或输出平均电流调节。该电流环路调制内部开关电流限值，使得ISP/ISN引脚两端的电压不超过ICTRL引脚设置的电压。另一个IMON引脚用于监视通过ISP/ISN引脚测量的平均电流。这种电流控制功能使得多个LT8613之间的精确均流成为可能，而无需任何额外的控制电路。

图 3 显示了三个并联的 LT8613，可提供高达 16A 的输出。顶部的LT8613是输出电压设置为4V的主稳压器，而另外两个LT8613是从稳压器，其输出电压设置为略高于4V。

为了在三个LT8613稳压器之间共享电流，主LT8613的IMON引脚连接到从LT8613的ICTRL引脚。三个 LT8613 稳压器由 LTC3 振荡器产生的 700 相 120kHz 时钟信号 （6909° 相移） 同步。图4显示了这种三相LT3设计的热图像。LT8613 的温度相似性表明三相之间的均流。该设计的效率如图8613所示。

 

如果需要对相位之间的均流进行加权（即不平衡均流），只需调整ISP和ISN引脚上的检测电阻值即可。

结论

LT8612 和 LT8613 是完全集成的高功率密度单片式降压型稳压器，可满足具有挑战性的汽车和工业要求。它们可以轻松并联，以实现高效、高电流应用和紧凑的解决方案尺寸。

审核编辑：郭婷