具有電源系統(tǒng)管理功能的高性能單相DC/DC控制器

來源：Linear公司供稿  作者：Linear公司2014年03月26日 17:52

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[導(dǎo)讀] LTC3883 是一款單相同步降壓型 DC/DC 控制器，其具有一個(gè)用于對(duì)主要穩(wěn)壓器參數(shù)進(jìn)行數(shù)字控制和監(jiān)視的 PMBus 接口。該器件內(nèi)置集成型 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器，既能獨(dú)立工作，也可與支持 PMBus 的其他凌力爾特器件一起工作于數(shù)字式管理系統(tǒng)中。

關(guān)鍵詞：DC/DCLinear控制器

　　引言

　　LTC3883 是一款單相同步降壓型 DC/DC 控制器，其具有一個(gè)用于對(duì)主要穩(wěn)壓器參數(shù)進(jìn)行數(shù)字控制和監(jiān)視的 PMBus 接口。該器件內(nèi)置集成型 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)器，既能獨(dú)立工作，也可與支持 PMBus 的其他凌力爾特器件一起工作于數(shù)字式管理系統(tǒng)中。LTC3883具有以下特點(diǎn)：

　　·4.5V~24V 輸入電壓和 0.5V~5.5V 輸出電壓范圍

　　·在 –40°C 至 125°C 的整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了±0.5% 的輸出電壓準(zhǔn)確度

　　·采用 PMBus 接口以實(shí)現(xiàn)可編程電壓、電流限值、排序、裕度調(diào)節(jié)、OV/UV 門限、頻率同步和故障記錄功能

　　·遙測(cè)回讀參數(shù)包括 VIN、IIN、VOUT、IOUT、溫度和故障

　　·外部分壓器用于設(shè)定芯片地址、默認(rèn)的開關(guān)頻率和輸出電壓

　　·輸入電流檢測(cè)和電感器 DCR 自動(dòng)校準(zhǔn)

　　具 IIN 檢測(cè)功能的 1.8V/30A 單相數(shù)字電源

　　圖 1 示出了一款具有電感器 DCR 電流檢測(cè)功能的 7V至 14V 輸入、1.8V/30A 輸出應(yīng)用電路。為改善 DCR電流檢測(cè)的精確度，LTC3883 檢測(cè)電感器溫度并補(bǔ)償繞組電阻的溫度系數(shù)。這種方法可確保回讀電流和過流限值的準(zhǔn)確度。LTC3883 的控制環(huán)路采用峰值電流模式控制，以實(shí)現(xiàn)快速瞬態(tài)響應(yīng)和逐周期電流限制。圖 2 示出了一個(gè)10A 負(fù)載階躍瞬變的典型波形，所產(chǎn)生的最大偏差（相對(duì)于標(biāo)稱值） 僅為 60mV。

圖 1：具 IIN 檢測(cè)功能的 1.8V/30A 單相數(shù)字電源

　　圖 2：一個(gè) 10A 負(fù)載階躍的瞬態(tài)性能

　　輸入電流檢測(cè)

　　LTC3883 具有通過一個(gè)與降壓型轉(zhuǎn)換器輸入側(cè)相串聯(lián)的電阻器 （如圖 1 所示的 5mΩ 檢測(cè)電阻器） 進(jìn)行輸入電流檢測(cè)的功能。檢測(cè)電壓由 LTC3883 的 16 位內(nèi)部ADC 轉(zhuǎn)換為一個(gè)功率級(jí)輸入電流。此外，一個(gè)內(nèi)部IC 檢測(cè)電阻器負(fù)責(zé)在 VIN 上檢測(cè)芯片的電源電流，因此它能夠提供芯片和功率級(jí)的輸入電流測(cè)量。

　　電感器 DCR 自動(dòng)校準(zhǔn)

　　傳統(tǒng)電感器 DCR 電流檢測(cè)的問題是 DCR 的容差可高達(dá) ±10%，因而極大地限制了電流回讀準(zhǔn)確度。為解決這一問題，LTC3883 采用了一種專有的電感器 DCR自動(dòng)校準(zhǔn)功能。圖 3 示出了該電路的簡化示意圖。LTC3883 可準(zhǔn)確地測(cè)量輸入電流 IIN、占空比 （D） 和電流檢測(cè)電壓 （VCS），并根據(jù)下面的關(guān)系式對(duì)實(shí)際的DCR 值進(jìn)行校準(zhǔn)：

　　利用這種自動(dòng)校準(zhǔn)方法，可將輸出電流回讀準(zhǔn)確度控制在 3% 以內(nèi)，這與電感器 DCR 容差無關(guān)。

　　LTpowerPlay? GUI

　　所有的電源系統(tǒng)管理功能皆可由基于 PC 的圖形用戶界面 LTpowerPlay 來控制，該 GUI 可兼容凌力爾特所有的電源系統(tǒng)管理產(chǎn)品。借助 LTpowerPlay，設(shè)計(jì)人員就能輕而易舉地設(shè)置和控制整個(gè)電源系統(tǒng)，而無需編寫一行代碼。利用這款工具，無論是配置總線上的任何芯片，還是查驗(yàn)系統(tǒng)狀態(tài)、讀取遙測(cè)數(shù)據(jù)、檢查故障狀態(tài)和控制電源排序，均能輕松完成。

　　圖 3：DCR 自動(dòng)校準(zhǔn)

　　結(jié)論

　　LTC3883 整合了一個(gè)同類最佳的模擬 DC/DC 控制器與完整的電源系統(tǒng)管理功能及高精度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，能實(shí)現(xiàn)前所未有的性能和控制水平。可將多個(gè) LTC3883與其他的凌力爾特 PMBus 產(chǎn)品配合使用以優(yōu)化多軌電源系統(tǒng)。功能強(qiáng)大的 LTpowrPlay 軟件簡化了復(fù)雜電源系統(tǒng)的開發(fā)。如果需要雙輸出，則可使用LTC3880，其同樣具備電源系統(tǒng)管理功能。

——本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)3月《電源技術(shù)特刊》“EE Design”欄目，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，違者必究！

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