【導(dǎo)讀】LTM8055 是一款具 5V 至 36V 輸入范圍的降壓-升壓型 μModule®穩(wěn)壓器，其可容易地通過并聯(lián)以擴(kuò)展負(fù)載電流能力。該器件的四開關(guān)降壓-升壓型拓?fù)渚哂懈咝?，同時(shí)允許輸入電壓低于、等于或高于輸出，并可在調(diào)節(jié)模式之間實(shí)現(xiàn)平滑轉(zhuǎn)換。
LTM8055 能夠調(diào)節(jié)一個(gè)恒定電壓 (CV) 和一個(gè)恒定電流 (CC) 輸出，以及具有輸出電流的模擬編程。其異相時(shí)鐘輸出與開關(guān)頻率同步相組合，可在并聯(lián)操作中實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易的相位交錯(cuò)。完整的解決方案可置于一個(gè)比 LTM8055 的 15mm x 15mm 占板面積大不了多少的空間之內(nèi)，包括所需的輸入電容器、輸出電容器和電流檢測(cè)電阻器。
高效率是四開關(guān)降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的一項(xiàng)固有優(yōu)勢(shì)，這主要是得益于 NMOS 開關(guān)中的低功率損耗。采用兩開關(guān)轉(zhuǎn)換器的效率與之相似，但會(huì)限于降壓或升壓型拓?fù)洹４送?，?dāng) DC/DC 電源采用單個(gè)開關(guān)和一個(gè)整流二極管來替代兩個(gè)開關(guān)時(shí)則會(huì)導(dǎo)致效率下降，因?yàn)槎O管中會(huì)有功率損耗。
并聯(lián)操作
可容易地并聯(lián)多個(gè) LTM8055 以提升輸出功率能力。圖 1 示出了一款 12V 輸出穩(wěn)壓器，其由兩個(gè)并聯(lián)的 LTM8055 (一個(gè) CV 主控穩(wěn)壓器 U1 和一個(gè) CC 從屬穩(wěn)壓器 U2) 組成，能夠在輸入介于 18V 和 36V 之間時(shí)提供 12A 的輸出電流。如圖 2 所示，圖 1 中的電路在采用 24V 輸入時(shí)的效率高達(dá) 93%。當(dāng)輸入電壓低于 18V 時(shí)，輸出電流會(huì)降額。
主控穩(wěn)壓器的 CV 操作和從屬穩(wěn)壓器的 CC 操作確保了平衡的均流。IOUTMON 負(fù)責(zé)監(jiān)視輸出電流，而 CTL 引腳則設(shè)置電流源穩(wěn)壓器的輸出電流。主控穩(wěn)壓器被設(shè)置為期望的輸出電壓，而從屬穩(wěn)壓器則被設(shè)置在一個(gè)較高的輸出電壓，因?yàn)?LTM8055 一般調(diào)節(jié)的是電流而非電壓。主控穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)輸出電壓，而且其 IOUTMON 引腳連接至從屬穩(wěn)壓器的 CTL 引腳，這強(qiáng)制 LTM8055 均等地分享負(fù)載電流。一個(gè)單位增益緩沖器允許主控穩(wěn)壓器的 IOUTMON 引腳驅(qū)動(dòng)從屬穩(wěn)壓器的 CTL 引腳。圖 3 示出了圖 1 中兩個(gè)并聯(lián)穩(wěn)壓器的負(fù)載均分，其中 IOUTMON 輸出在 6A 至 10A 的負(fù)載瞬變測(cè)試期間保持相等。
通過簡(jiǎn)單地把 U1 的 CLKOUT 連接至 U2 的 SYNC 引腳，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)開關(guān)周期的 180° 異相同步。異相同步可減小輸入和輸出端上所需的電容。同步能夠防止可能由 LTM8055 之間的某種隨機(jī)開關(guān)周期關(guān)系而引起的任何拍頻噪聲。
通過采用單個(gè)單位增益緩沖器把主控穩(wěn)壓器的 IOUTMON 引腳連接至從屬穩(wěn)壓器的 CTL 引腳，可以并聯(lián)兩個(gè)以上的 LTM8055。為了實(shí)現(xiàn)正確的通道交錯(cuò)，或許需要采用一個(gè)具有兩相或更多相的外部時(shí)鐘發(fā)生器。
電流調(diào)節(jié)和監(jiān)視
并聯(lián)操作并不是 LTM8055 電流調(diào)節(jié)功能的唯一用途。其亦可用于電池和超級(jí)電容器充電或保護(hù)輸出免受過流和短路故障的損壞。此外，LTM8055 還提供了輸入電流調(diào)節(jié)和監(jiān)視。輸入電流限制能夠避免 LTM8055 給其輸入電源施加過大的負(fù)載。
結(jié)論
采用 LTM8055 來構(gòu)建緊湊和高性能轉(zhuǎn)換器所需耗費(fèi)的設(shè)計(jì)工作量極小。這款 36V 降壓-升壓型μModule 穩(wěn)壓器運(yùn)用了無需外部時(shí)鐘的兩相設(shè)計(jì)，可容易地通過并聯(lián)以增加輸出功率。
LTM8055
● 完整的降壓-升壓型開關(guān)模式電源
● VOUT 可等于、高于或低于 VIN
● 寬輸入電壓范圍：5V 至 36V
● 從 6VIN 產(chǎn)生 12V/3A 輸出
● 從 12VIN 產(chǎn)生 12V/6A 輸出
● 從 24VIN 產(chǎn)生 12V/8.5A 輸出
● 效率高達(dá) 97.5%
● 可調(diào)輸入和輸出平均電流限值
● 輸入和輸出電流監(jiān)視器
● 可通過并聯(lián)以增加輸出電流
● 寬輸出電壓范圍：1.2V 至 36V
● 可選的開關(guān)頻率：100kHz 至 800kHz
● 可同步范圍：200kHz 至 700kHz
● 15mm x 15mm x 4.92mm BGA 封裝
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