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高效率,低输入电压,同步降压控制器驱动高达15A负载电流

来源:analog 发布时间:2024-03-25

摘要: LTC3822是一款同步降压DC/DC转换器,可驱动外部n沟道功率mosfet,以最低成本最大化平均电流驱动。

LTC3822是一款同步降压DC/DC转换器,可驱动外部n沟道功率mosfet,以最低成本最大化平均电流驱动。其No R(SENSE)恒频架构最大限度地减少了外部组件的数量,高达750kHz的可编程频率允许使用小型表面贴装电感器和电容器。该DC/DC控制器针对3.3V(IN)和锂离子应用进行了优化,允许V(OUT)低至0.6V,同时保持1%的精度。全n沟道MOSFET驱动器简化了元件选择,并大大提高了典型电路的电流能力。即使在3.3V栅极驱动下,LTC3822也能够控制超过15A的负载电流,同时保持高效率。

紧凑,1.8V, 8A应用

图1显示了一个1.8V, 8A的应用程序,工作在2.75V和4.5V之间的输入电压,非常适合3.3V或锂离子输入。此应用程序占用的空间比其当前功能所占用的空间要少得多,如图2所示。


图1所示 典型应用在8A时输出1.8V


图2 图1中应用电路的示例占用空间

在启动过程中,内部软启动电路在800μs内平稳地将输出电压从0V上升到最终值(图3)。这无需外部电容即可完成。LTC3822采用了No R(SENSE)技术来检测顶部功率MOSFET从漏极到源电压(V(DS))的电感电流。控制器能够驱动的最大负载电流由该MOSFET的R(DS(ON))决定。由于LTC3822集成了所有n沟道MOSFET驱动器,与传统的互补MOSFET驱动器相比,更低的R(DS(ON))(和更便宜的)器件可用于顶部MOSFET。


图3 内部软启动斜坡输出电压平稳,不需要一个外部电容器

将电流增加到20A

图4和图5显示了通过降低mosfet的R(DS(ON))来提高稳压器电流能力的两种方法。在图4中,使用比图1低得多的R(DS(ON))的mosfet。由于它们是在单独的SO-8封装中,因此它们的热性能也更高。该应用程序是为15A连续电流负载设计的。图5利用次级5V电源为mosfet提供更高的栅极驱动电压。栅极驱动电压越高,R(DS(ON))越低,同时允许使用更便宜的逻辑级mosfet。最大负载电流也可以使用电流限制编程引脚,IPRG来定制。这个三态引脚设置顶部MOSFET的峰值电流检测电压。结合所有三种大电流方法(利用低R(DS(ON)) mosfet,从次级5V电源为栅极驱动器供电,并将电流限制设置为最大值)可实现超过20A的应用。


图4 大电流应用,在15A时输出1.8V


图5 高效应用从二次5V电源导出栅极驱动电压

OPTI-LOOP补偿

LTC3822集成了OPTI-LOOP 补偿,使用户能够选择最佳的元件值,以最小的输出电容数量在广泛的工作条件下补偿环路。图6显示了图1中负载步长为1A至3A的电路的瞬态响应。在1.8V输出上,输出超调约100mV,然后稳定在约50μs。


图6 图1中转换器的瞬态性能

结论

LTC3822为单输出应用提供高达20A的电流,在极小的完整解决方案中使用最少数量的组件。

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