Linear Technology LTC1735第三代同步降壓控制器的介紹、特性、及應(yīng)用


LTC1735是Linear Technology第三代同步降壓控制器的最新成員。該控制器使用與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LTC1435 / LTC1437控制器相同的恒頻,電流模式架構(gòu)和突發(fā)模式 操作,但具有改進(jìn)的功能。LTC1735具有OPTI-LOOP 補(bǔ)償,新的保護(hù)電路,更嚴(yán)格的負(fù)載調(diào)節(jié)和更強(qiáng)大的MOSFET驅(qū)動(dòng)器,是當(dāng)前和未來(lái)幾代移動(dòng)cpu的理想選擇。其配套部件LTC1736具有LTC1735的所有功能,并根據(jù)英特爾移動(dòng)處理器規(guī)格進(jìn)行5位VID電壓編程。
LTC1735引腳兼容上一代LTC1435/ LTC1435A控制器,只有微小的外部元件值變化。新的保護(hù)功能包括內(nèi)部折疊式限流,輸出過(guò)壓撬和可選的短路關(guān)閉。0.8V基準(zhǔn)支持未來(lái)微處理器所要求的低輸出電壓和1%精度。恒定的工作頻率(可同步至500kHz)由外部電容器C(OSC)設(shè)置,允許最大的靈活性優(yōu)化效率。
LTC1735的OPTI-LOOP補(bǔ)償消除了其他控制器對(duì)C(OUT)的限制(例如對(duì)非常低ESR的限制),以確保正常運(yùn)行。99%的最大占空比限制提供了低差操作,延長(zhǎng)了電池操作系統(tǒng)的操作時(shí)間。寬輸入電源范圍允許從3.5V到30V(最大36V)的操作。
低成本動(dòng)態(tài)VID奔騰 III處理器
圖1中的電路在5V到26V的輸入電壓下產(chǎn)生CPU功率(10A時(shí)1.6V)。添加圖1插入部分所示的低成本組件可創(chuàng)建動(dòng)態(tài)VID雙電平輸出電壓。該實(shí)現(xiàn)在VG低時(shí)產(chǎn)生1.3V輸出電壓,在VG高時(shí)產(chǎn)生1.5V輸出電壓。LTC1735具有過(guò)壓保護(hù),跟蹤編程輸出電壓,始終保護(hù)CPU。如果需要功率良好的輸出,LTC1735可以替換為功能增強(qiáng)的LTC1735-1。
圖1所示。移動(dòng)CPU電源。
RUN/SS電容器C(SS)(參見(jiàn)圖1)最初用于接通和限制控制器的涌流,并用作短路定時(shí)器。C(SS)充電后,如果輸出電壓降至標(biāo)稱輸出電壓的70%以下,則認(rèn)為輸出處于嚴(yán)重過(guò)流和/或短路狀態(tài),C(SS)開(kāi)始放電。如果這種情況持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間,由C(SS)的大小決定,控制器將關(guān)閉,直到RUN/SS引腳電壓被回收。跳線JP1使過(guò)電流關(guān)斷失效。
LTC1735控制器新的內(nèi)部保護(hù)功能包括回折式限流、短路檢測(cè)、短路關(guān)斷和過(guò)壓保護(hù)。這些特性可以保護(hù)PC板、mosfet和CPU免受故障的影響。
為什么要打敗過(guò)流關(guān)斷?在設(shè)計(jì)的原型階段,可能存在噪聲拾取或不良布局導(dǎo)致保護(hù)電路閂鎖的問(wèn)題。克服這一特性將使電路和PC布局的故障排除變得容易。內(nèi)部短路檢測(cè)和反向限流保持有效,從而保護(hù)供電系統(tǒng)不發(fā)生故障。設(shè)計(jì)完成后,您可以決定是否啟用鎖存開(kāi)關(guān)功能。
圖2。圖1的效率。
LTC1735電流比較器允許最大MOSFET電流為75mV/R(SENSE)。使用低損耗感測(cè)電阻不僅提供精確的限流,而且允許使用任意低的輸出電容ESR值,以實(shí)現(xiàn)出色的負(fù)載階躍響應(yīng)。0.005歐姆檢測(cè)電阻器程序最大負(fù)載電流為10A,(更大的電流可以通過(guò)降低R(sense)來(lái)設(shè)置)。LTC1735包括電流折回,以幫助進(jìn)一步限制負(fù)載電流時(shí),輸出短路到地。如果輸出下降超過(guò)一半,則最大感測(cè)電壓降低以限制底部MOSFET的耗散,導(dǎo)致3.5A的短路電流。請(qǐng)注意,此功能始終是活動(dòng)的,并且與短路鎖存關(guān)無(wú)關(guān)。
FCB引腳是控制同步MOSFET操作的多功能引腳,是外部時(shí)鐘同步的輸入,并通過(guò)禁用突發(fā)模式操作來(lái)降低噪聲和RF干擾。當(dāng)FCB引腳低于其0.8V閾值(FCB = 0V)時(shí),強(qiáng)制進(jìn)行連續(xù)模式操作。在這種情況下,無(wú)論主輸出上的負(fù)載如何,頂部和底部mosfet繼續(xù)同步驅(qū)動(dòng)。
工作頻率由C(OSC)設(shè)置為270kHz。LTC1735的內(nèi)部振蕩器可以通過(guò)向FCB引腳施加至少1.5V(P-P)的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步到外部振蕩器。當(dāng)同步到外部頻率時(shí),突發(fā)模式操作被禁用,但在低負(fù)載電流下發(fā)生周期跳變,因?yàn)殡娏鞣崔D(zhuǎn)被抑制。底部門將每10個(gè)時(shí)鐘周期開(kāi)啟一次,以確保自引導(dǎo)電容器保持刷新,并保持頻率高于音頻范圍。應(yīng)用于FCB引腳的外部時(shí)鐘的上升沿開(kāi)始一個(gè)新的周期。C(OSC) = 47pF的同步范圍為240kHz ~ 400kHz。
LTC1735采用了一種新的“軟鎖存”O(jiān)VP電路。無(wú)論工作模式如何,只要輸出電壓超過(guò)調(diào)節(jié)點(diǎn)7.5%以上,同步MOSFET就會(huì)被強(qiáng)制導(dǎo)通。然而,如果電壓隨后返回到安全水平,則允許恢復(fù)正常操作,從而防止由噪聲或電壓重編程引起的鎖存關(guān)斷。當(dāng)動(dòng)態(tài)改變輸出電壓時(shí),這一點(diǎn)很重要,因?yàn)檫^(guò)壓保護(hù)閾值跟蹤新的輸出電壓,始終保護(hù)CPU。
以往的過(guò)電壓保護(hù)閉鎖撬棍方案存在許多問(wèn)題。最明顯的一個(gè),更不用說(shuō)最惱人的,是由噪音或瞬間超過(guò)OVP閾值引起的令人討厭的旅行。每次閉鎖OVP發(fā)生這種情況時(shí),需要手動(dòng)復(fù)位以重新啟動(dòng)調(diào)節(jié)器。
LTC1735設(shè)計(jì)用于比LTC1435系列更高電流的應(yīng)用。更強(qiáng)的柵極驅(qū)動(dòng)器允許并聯(lián)多個(gè)mosfet或在更高頻率下工作。LTC1735通過(guò)將最小導(dǎo)通時(shí)間降低到200ns以下,對(duì)低輸出電壓工作進(jìn)行了優(yōu)化。但請(qǐng)記住,在高輸入電壓和高頻率下,轉(zhuǎn)換損耗仍然會(huì)造成顯著的效率損失。僅僅因?yàn)長(zhǎng)TC1735可以在300kHz以上的頻率下工作并不意味著它應(yīng)該這樣做。
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