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基于LTC3883控制器的数字电源设计

发布时间:2017-03-31作者:智汇李

  LTC3883是一款单相同步降压型DC/DC控制器,其具有一个PMBus接口(用于数字控制和监视)和集成型MOSFET栅极驱动器。LTC3883控制器既可独众工作,也可与支持PMBus的其他器件一起工作于数字式管理系统中。

  LTC3883具有以下特点:

  ● 4.5V至24V输入电压范围和0.5 V至5.5V输出电压范围

  ● 在40℃至125℃的工作温度范围内实现了士0.5%的输出电压精确度

  ● PMBus——提供了可编程电压、电流限值、排序、裕度调节、OV/UV门限、频率同步和故障记录功能

  ● 遥测回读包括VIN , IIN , VOUT , IOUT ,温度和故障

  ● 外部分压器用于设定芯片地址、开关频率和输出电压

  ● 输入电流检测和电感器DCR自动校准

  一、具IIN检测功能的1.8V/30A单相数字电源

  图1示出了一款具有电感器DCR电流检测功能的7V至14V输入、1.8V/30A输出应用电路。为改善DCR电流检测的精确度,LTC3883检测电感器温度并补偿DCR的Tc。这种方法可确保回读电流和过流限值的精确度。LTC3883的控制环路采用峰值电流模式控制,可提供快速瞬态响应。图2示出了一个10A负载阶跃瞬变的典型波形。

  LTC3883具有通过一个与降压转换器的输入侧相串联的电阻器(如图1所示的5mΩ检测电阻)进行输人电流检测的功能。检测电压由LTC3883的16位内部ADC转换为一个功率级输入电流。内部检测电阻器负责在VIN 上检测芯片的电源电流,因此它能够提供芯片和功率级的输入电流测量。

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图1:具IIN检测功能的1.8V/30A单相数字电源

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图2:一个10A负载阶跃的瞬态性能

  二、电感器DCR 自动校准

  传统电感器DCR 电流检测的问题是DCR 的容差最大可达±10%,因而极大地限制了电流回读精确度。为解决这一问题,LTC3883 采用了一种专有的电感器DCR 自动校准功能。图3 示出了该电路的简化示意图。

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图3:DCR 自动校准

  LTC3883 可准确地测量输入电流(IIN)和占空比(D),并根据下面的关系式对实际的DCR 值进行校准:DCRCALIBRATED=VCS·D/IIN

  利用这种自动校准方法,可将输出电流回读精确度控制在3% 以内,这与电感器DCR 容差无关。

  三、1.2V/60A 三相数字电源

  LTC3883 具有一个模拟电流控制环路,这使其非常适合于多相(PolyPhase)操作。图4 示出了三相单输出电路的一个例子,其将一个LTC3883 和一个LTC3880用于7V 至14V 输入、1.2V/60A 输出应用。LTC3880 是一款具数字电源系统管理功能的两相同步降压控制器。这两颗芯片之间的互连简单明了。请注意一下LTC3883 的输入电流检测电阻器怎样用来检测所有三相的总输入电流。

  图5 示出了针对一个负载阶跃瞬变的动态均流。所有三相可均匀地分享电流。

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图4:具IIN检测功能的1.OV/60A三相数字电源

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图5:三相电源针对一个30A负载阶跃的瞬态性能

  四、LTpowerPlay开发

  所有的数字电源管理功能皆可由基于PC的软件LTpowerPlay来控制,该软件可兼容凌力尔特所有的数字电源产品。借助LTpowerPlay,设计人员就能轻而易举地设置和控制整个电源系统,而无需编写一行代码。无论是配置总线上的任何芯片,还是查验系统状态、读取遥测数据、检查故障状态和控制电源排序,均能轻松完成。

  五、结论

  LTC3883整合了一个同类最佳的模拟DC/DC控制器与完整的数字电源管理功能部件及高精度数据转换器,能实现前所未有的性能和控制水平。可将多个LTC3883与其他的PMBus产品配合使用,以优化多轨数字电源系统。功能强大的LTpowerPlay软件简化了复杂电源系统的开发。LTC3883可用于电信、计算、数据存储和其他应用领域。

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