ADI推出LTC3372高度集成的DC-DC转换器解决方案

ltc3372是一款高度集成的dc-dc转换器解决方案,适合汽车、电信、工业以及其他需要从高达60 v的输入电压获得多个低电压轨的应用。ltc3372包含高压和低压转换器系统,采用散热增强型48引脚7 mm × 7 mm封装。高压(hv)降压控制器可从高达60 v的输入电压降至引脚编程的5 v或3.3 v。然后,利用该5 v或3.3 v输出为ltc3372的可配置、多输出、多相低压(lv)单片降压稳压器供电。
ltc3372的低压部分由8个1 a可并联功率级组成。这些功率级可采用多种方式配置,以提供2、3或4个通道,根据每个通道的负载要求,每个通道可包含1至4个功率级。如图1所示,通过设置c3、c2和c1的位,可实现多达8种不同的配置。因此设计人员可将一款ic灵活用于多种设计,尽可能地减少外部组件数量,同时缩小整体尺寸。此外,每个通道的输出可在0.8 v至lv in 范围内进行设置。开关频率范围为1 mhz至3 mhz。
图1. ltc3372转换器方框图。
高压控制器驱动外部n沟道mosfet,支持4.5 v至60 v工作输入电压范围。根据组件选型和布局,hv转换器可支持超过20 a的负载电流。除了基于hv输出的系统负载,这足以满足lv稳压器的需求。由于仅hv控制器开启并提供5 v电压,因此无负载突发工作模式® i q 为15 μa,可在轻负载下实现高效率。内部时钟分频器将hv转换器的开关频率设置为lv频率的1 / 6 。
6 v至60 v输入电压的紧凑型45 w、5输出转换器
图1和图2分别显示基于ltc3372的解决方案方框图和原理图。其低压稳压器部分可在2 mhz开关频率下,从高压转换器的5 v输出 (标记为v out(hv) )提供1.0 v(3 a时)、3.3 v(1 a时)、1.8 v(2 a时)和2.5 v(2 a时)的输出。在330 khz开关频率下,5 v 高压轨为系统提供6.5 a电流,为低压稳压器的输入提供3.5 a电流。高压转换器的输入电压范围为6 v至60 v。该转换器可通过多种电源供电,包括浪涌电压高达60 v的12 v汽车电池、48 v电信或汽车电池或离线电源。低压稳压器提供高集成度和2 mhz开关频率,因此该解决方案尺寸仅为2.2平方英寸。
图2. 低压稳压器针对abc-d-ef-gh配置进行设置的ltc3372转换器。其方框图如图1所示。
如图1和图2所示,通过将引脚c3和c2设置为低电平,将引脚c1设置为高电平,并将相应的sw节点连接在一起,低压稳压器可针对abc-d-ef-gh配置进行设置。通过并联充足的1 a功率级来满足最大负载要求(但不超过此负载要求),在大约50%负载(典型的持续负载)时可达到效率峰值。如果添加更多级,满载效率提高,但在中等负载时效率会降低。例如,如果1.8 v/2 a低压轨由4个(而不是2个)并联功率级构建,则对于fcm中50%或更低负载的情况,效率将会更低,参见图3。选择突发工作模式时,在较大负载范围内均具有高效率。对于1 ma及更高的负载电流,1.8 v/2 a轨的效率为82.2%或更高。
图3. 图2中低压稳压器的效率。
当输入电压为12 v时,ltc3372高压部分强大的栅极驱动器为5 v高压轨提供94.6%的满载效率,当输入电压为48 v时,提供90.9%的满载效率,参见图4。选择突发工作模式时,对于1 ma负载电流和12 v输入电压,效率为90.1%。
图4. 图2中高压转换器的效率。
采用小型封装实现高集成度
ltc3372采用散热增强型48引脚7 mm × 7 mm封装。ltc3372的其他特性包括:pll/mode引脚,用于将控制器与外部时钟同步,或编程设置轻负载工作模式,即强制连续模式、突发工作模式或断续模式(仅高压),看门狗输入和输出,用于监控裸片温度的temp引脚,高压转换器的pgood引脚,低压稳压器的rstb引脚等等。
结论
ltc3372为设计人员提供了一种高度集成的灵活解决方案,用于从高输入电压提供多个输出。其高压转换器可从高达60 v的输入电压提供5 v或3.3 v输出。通过该中间电压轨,单片低压稳压器可提供多达4个输出,最大输出电流范围为1 a至4 a,电压低至0.8 v。
ltc3372
●     hv 降压控制器:vin = 4.5v 至 60v,vout = 5v/3.3v
●     lv 降压稳压器:vina-h = 2.25v 至 5.5v,vout1-4 ≥ 0.8v
●     8×1a lv 降压型集成化功率级,可配置为 2 个、3 个或 4 个输出通道
●     8 种独特的输出配置(每个通道 1a 至 4a)
●     低的总无负载输入电源电流 (iq)
●     仅限 15µa hv 控制器 (5vout)
●     仅限 23μa hv 控制器 (3.3vout)
●     33μa hv 控制器 (3.3vout) 外加一个 lv 稳压器
●     每个附加 lv 稳压器通道 9μa
●     1mhz 至 3mhz 工作频率(hv 在 1/6 频率下运行)
●     可编程或可同步至外部时钟
●     可编程看门狗和上电复位延迟
●     ic 裸片温度监控器输出
●     耐热性能增强型 48 引脚 7mm × 7mm qfn 封装


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