技术分享
新器件如何相比上一代大电流降压-升压型?Module稳压器实现更高的能效比和更好的热性能。
作者：Ling Jiang、Wesley Ballar、Anjan Panigrahy和Henry Zhang，ADI公司
许多应用都需要宽输入和/或输出电压范围，例如电池供电系统。在输入电压可能低于或高于输出电压的情况下，电源需要调节其输出电压。只要不需要接地隔离，四开关降压-升压拓扑结构就能为此类应用提供超高的效率和功率密度。此外，降压-升压稳压器非常灵活，可用作单纯的降压电源或升压（带短路保护）电源。
ADI公司的?Module部门开发了多款降压-升压稳压器。其中，LTM8045、LTM8049、LTM8083和LTM4693适用于低电流应用。而LTM4607系列、LTM8055系列以及新发布的LTM4712降压-升压�？橹С执蟮缌饔τ茫ǜ叽�12 A）。LTM4607/LTM4605/LTM4609系列内部集成了控制器和MOSFET，但需要在PCB上连接外部功率电感和检测电阻(RSENSE)，以构成完整的电源解决方案，如图1所示。而LTM8054、LTM8055和LTM8056则将功率电感和RSENSE集成到?Module封装中，从而简化了客户的设计和布局工作，如图2所示。与LTM4607系列相比，LTM8055系列提供了更小尺寸的解决方案，但其输出电流受限于小尺寸集成电感，因此热性能和效率方面存在一定局限性。
2023年，ADI发布了新款大电流、四开关降压-升压稳压器LTM4712。这是一款36 VIN（最大值）、12 A功率�？椋捎酶呙芏�16 mm × 16 mm × 8.34 mm BGA封装。它采用ADI专有的先进组件封装技术，将高性能功率电感集成到封装中。图3显示了该�？橹屑傻淖ㄓ械缌骷觳夥桨�。这不仅节省了空间，而且还有效减少了额外的功率损耗。该器件采用先进的降压-升压控制器和高级ADI封装，能够在宽输入输出电压范围内实现超高的功率水平、功率密度、效率和出色的热性能。
LTM4712具有快速逐周期电流模式控制功能，有助于实现可靠的保护和平稳的模式转换。当采用并联配置以支持更高电流的应用时，它有助于实现出色的均流功能。此外，这款新器件支持可选的恒定输出电流模式，可用于电池充电应用，同时还允许冗余输入，从而增强其作为冗余电源的通用性。
图1：LTM4607功率级原理图
图2：LTM8055典型应用电路
图3.LTM4712典型应用电路
效率提升和热性能改善
图4比较了LTM4607、LTM8055和LTM4712在6 V VIN、12 V VIN、24 V VIN及12 V VOUT条件下的效率。评估使用了可在线订购的标准评估板。根据测试结果，LTM4712在效率方面明显优于其他两款产品，并且电流能力更强。
在12 V VIN和12 V VOUT条件下，与LTM8055相比，LTM4712在功率翻倍的同时温度低了30°C。对于需要12 A电流的应用，如果使用LTM8055，则根据散热系统的不同，可能需要并联两到三个该器件。然而，如果使用LTM4712，那么一个器件就足够了，PCB占用空间大大减少，电路设计也更简单。
图4：LTM4712、LTM4607和LTM8055之间的效率比较
并联配置下实现良好的均流
LTM4712支持并联配置，通过简单的设置即可实现更高的输出功率。得益于电流模式控制，它具备出色的均流性能。EVAL-LTM4712-A2Z评估套件展示了四个�？椴⒘诵械那榭觯芴峁�48 A的总输出电流。
当利用该器件实现并联配置时，必须参考评估板的设计和配置。为了实现有效均流，并联�？槭毙枰覥OMP引脚和FB引脚。PHMODE引脚可用于配置相移。在四个�？椴⒘那榭鱿拢琍HMODE引脚连接至INTVCC可以产生90°相移，从而实现出色的交错效果。此外，为了实现频率同步，应将第一个�？榈腃LOCKOUT信号连接到第二个�？榈腟YNC引脚。
可选恒流调节
LTM4712可用作恒定输出电流源，因此适用于电池充电器或LED驱动器等应用。负载电流通过ISET引脚和输出端附近的外部输出电流检测电阻来设置。公式VSENSE = IOUT × RSENSE_IOUT定义了代表平均输出电流的电压。最大VSENSE由ISET引脚上的电压决定，范围为0.2 V至1.2 V，线性对应0 mV至50 mV。ISET引脚电压VISET由一个15 μA内部电流源和一个连接在ISET引脚与地之间的电阻RISET决定，表示为VISET = 15 μA × RISET。因此，输出电流计算公式为：IOUT = (VISET - 0.2 V)/(20 × RSENSE_IOUT)。
需要注意的是，当ISET引脚浮空时，或当ISET引脚电压超过1.2 V时，内部电路会将最大VSENSE限制为50 mV。由于输出中存在纹波电流，必须在ISP和ISN引脚上使用RC滤波器，以实现准确的平均电流检测。此外，在选择FB引脚和地之间的反馈电阻时，应确保其产生的输出电压高于目标VOUT。
冗余电源
LTM4712支持需要冗余输入的应用。它可用于需要备用电源的系统，或是那些从不同输入源获取电源以支持公共负载的系统。图5显示了一个示例电路，其中的两个�？橛刹煌淙耄╒IN1和VIN2）供电，共同为24 A负载提供12 V输出。值得注意的是，任一输入电压下降都不会影响输出调节，而且通过连接COMP引脚，峰值电感均流作用始终有效。
图6显示了两种不同条件下的工作台测试波形。图6a展示了相位1和相位2都在降压-升压模式下运行的情况。最初，相位1提供4 A负载电流，在相位2激活后，二者逐渐各自分担一半的负载电流。IMON波形显示，当两个相位都在运行时，两个相位平等分担负载电流。
图6b展示了相同负载条件但输入不同的情况。这里，相位1以升压模式运行，而相位2以降压模式运行。由于COMP引脚连接在一起，两个相位的峰值电感电流相同。因此，相位1（升压）的输出电流低于相位2（降压）的输出电流。每个相位提供的具体负载电流可以根据电感、开关频率、VIN、VOUT和总负载电流等参数计算得出。在此示例中，相位1提供1.4 A负载电流，而相位2提供2.6 A负载电流。
图5：输入冗余应用电路
图6：输入冗余应用电路
结语
LTM4712不仅能轻松并联以支持更高功率的应用，而且在并联配置中，还表现出良好的均流能力。该器件可以灵活配置为恒定电流输出，因此非常适合电池充电系统或LED应用。此外，它还支持冗余输入，从而进一步提高了其适应性。
免责声明： 本文章转自其它平台，并不代表本站观点及立场。若有侵权或异议，请联系我们删除。谢谢！ Disclaimer: This article is reproduced from other platforms and does not represent the views or positions of this website. If there is any infringement or objection, please contact us to delete it. thank you! |
- 上一篇：ST单片机和TI单片机的差别到底在哪
- 下一篇：电池供电系统需要电源管理系统吗？
关注云顶贵宾会公众号
云顶贵宾会微信客服
发送邮件
商务QQ客服
13823761625
