高密度電源解決方案
出處:eeskill 發(fā)布于:2022-05-05 15:30:06
FPGA開發(fā)板、以及原型設計、測試和測量應用需要多功能高密度電源解決方案。LTM4678是一款具有數字電源系統(tǒng)管理 (PSM) 功能的 16 mm x 16 mm 小尺寸雙路 25 A 或單路 50 AModule 穩(wěn)壓器。該器件具有:
雙數字可調模擬環(huán)路和一個用于控制及監(jiān)控的數字接口。寬輸入電壓范圍:4.5 V 至 16 V寬輸出電壓范圍:0.5 V 至 3.3 V在整個溫度范圍內具有 ?0.5% 的zui大 DC 輸出誤差?5% 的電流回讀jing度低于 1 mΩ DCR 電流檢測集成輸入電流檢測放大器400 kHz PMBus 兼容型I2C串行接口支持高達 125 Hz 的遠端采樣輪詢速率一個集成式 16 位 Σ-ΔADC恒定頻率電流模式控制具平衡均流能力可以并聯使用16 mm ? 16 mm ? 5.86 mm CoP-BGA封裝
基于 I2C 的 PMBus 接口和可編程環(huán)路補償
LTM4678 屬于 ADI 的電源系統(tǒng)管理 (PSM)Module 系列,可通過一個 PMBus/SMBus/I2C 數字接口進行配置和監(jiān)控?;?PC 的 LTpowerPlay工具可實現對電源電壓、電流、用電量、排序、裕度調節(jié)和故障記錄數據的可視化監(jiān)控與控制。LTM4678 是首款具有可編程環(huán)路補償功能 (gm 和 RTH) 的 Module 穩(wěn)壓器,從而極大地縮短了設計時間,這是因為動態(tài)性能調優(yōu)無需反復構建或修改PCB板。
用于實現熱性能改善、小尺寸和高功率密度的 CoP-BGA 封裝
采用耐熱性能增強型內置組件級 (CoP) BGA 封裝,以 16 mm x 16 mm 的小尺寸 PCB 空間實現高功率 LTC4678。電感器采用堆疊設計,并用作散熱器,以有效降低電路板溫度。
利用電流模式控制可輕松調至更高的電流
LTM4678 采用峰值電流模式控制。逐周期監(jiān)視和控制電流。從而在多相并聯應用中實現均流。
其他獨特的特性
在高電流應用中,遠端雙輸出檢測可補償走線上的電壓降。溫度范圍內zui大 ?0.5% 的 DC 輸出誤差提供了額外的調節(jié)裕量直接輸入電流檢測可測量jing確的輸入電流和功率當輸出電壓在調節(jié)范圍內時,專用的 PGOOD 引腳為下游系統(tǒng)提供信號。在高 VIN 情況下,EXTVCC 引腳可zui大限度提高效率雙輸出轉換器 (1 V/25 A 和 1.8 V/25 A)
圖 1 顯示典型的 5.75 V 至 16 V 輸入、雙輸出解決方案。LTM4678 的兩個通道以 180?的相對相移運行,因而減小了輸入 rms 電流紋波和電容器尺寸。
如圖 2 所示,在強制連續(xù)電流模式 (CCM) 中,總體解決方案效率為 85.8% (1.0 V/25 A 輸出) 和 90.4% (1.8 V/25 A)。
圖 3 顯示 LTM4678 在 VIN = 12 V、VOUT0 = 1.0 V/25 A、和 VOUT1 = 1.8 V/25 A 及 200 LFM 下運行時的熱性能。 熱點 (CH1 上的電感器) 溫升為 63?C,此時的環(huán)境溫度約為 24?C。
多相 (Polyphase)、單輸出高電流 (12 V 至 1 V/250 A)
LTM4678 可配置為多相單輸出轉換器,以構成較高電流解決方案。圖 4 顯示連接多個 LTM4678 的方框圖。若要提高輸出電流,只需添加額外的 LTM4678,并將它們各自的 VIN、VOUT、VOSNS 、VOSNS、PGOOD、COMPa/b、RUN、FAULT、SYNC 和 GND 引腳連接在一起。
圖 5 顯示并聯連接 5 個 LTM4678 時 (10 相),每相所提供的電流。10 相之間的zui大電流差為 0.75 A (基于 25 A 計算為 3%),代表了平衡的均流。
圖 6 顯示 5 個并聯 LTM4678 的熱像圖 (在 220 A 輸出和施加 450 LFM 氣流的情況下)。5 個Module 穩(wěn)壓器之間的zui大溫差為 10?C。圖 7 顯示了一款 8 相解決方案的完整原理圖。
結論
LTM4678 Module 是一款通用的高性能電源解決方案,占板面積小 (16 mm x 16 mm),可提供高效率和高功率。小尺寸和簡單易用的特點使 LTM4678 非常適合空間受限的設計,例如 FPGA 開發(fā)板。對于電信和數據通信系統(tǒng)以及工業(yè)和計算機系統(tǒng)應用中需要較高電流的場合,可并聯多個 LTM4678 以執(zhí)行多相操作。
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