LTM4611 技术短片

从一个低输入电压产生 15A 高效输出

LTM461 是一款开关模式、降压型 DC/DC μModule® 稳压器,它采用紧凑型 15mm x 15mm x 4.32mm LGA 表面贴装型封装。封装之中包括了开关控制器、MOSFET、电感器和支持组件。利用一个内置的差分远端采样放大器,LTM4611 能严格地调节其输出在 0.8V 至 VIN - 300mV 的范围,并从 1.5V 至 5.5V 输入高效地提供 15A 输出。借助 LTM4611,只需使用少量的组件即可构成一款完整的负载点 (POL) 解决方案 (见图 1)。CSS 电容器在输出端上提供了平滑的启动操作,并在上电期间限制了输入浪涌电流。CFF 和 CP 用于设定环路补偿,以实现快速瞬态响应和上佳的稳定性。1.5V 的输出电压由单个电阻器RSET 来设定。如下面的视频短片所示,即使在最低的输入电压条件下,效率仍然异常出色。

LTM4611 Efficiency

 

输入和输出纹波

输出电容器应具有低 ESR 以满足输出电压纹波和瞬态响应要求。把低 ESR 聚合物电容器和/ 或陶瓷电容器混合起来使用,将足以产生低输出纹波以及非常低的噪声和尖峰。需选择合适的输出电容器来优化瞬态负载响应和环路稳定性,以通过采用基于 Excel 的 LTpowerCAD 设计工具来满足应用的负载阶跃要求。(LTM4611 产品手册中的表 5 针对具有 7.5A 负载阶跃和 1µs 转换时间的应用提供了相关的指导)。对于该设计实例,采用了 4 个 100µF 陶瓷电容器。下面的视频短片示出了在 15A 负载和 20MHz 带宽限值时的输入和输出纹波。请观看相关的视频,以了解测试方法以及未采用带宽限制时的纹波波形。对于该设计而言,由于低输入电压范围的原因,输入电容器的选择是至关紧要。长的输入印制线会引起电压降,因而有可能误触发µModule 稳压器的欠压闭锁 (UVLO) 检测电路。在较低的输入电压条件下,输入纹波 (在较高的输入电压条件下它往往并不是什么大问题) 有可能下降至标称值以下达一个相当大的百分比 (接近UVLO)。在这种场合中,由于重负载电流条件下的弱阻尼的原因,会发生输入滤波器振荡,因此必须解决输入电压纹波问题。该设计采用了一个大的 680µF POSCAP 电容器和两个 47µF 的陶瓷电容器,以对工作台测试中所使用的长度达米的输入电缆进行补偿。

LTM4611 Ripple Measurement

耐热性能增强型封装

该器件的 LGA 封装允许从顶部和底部散失热量,因而便于使用金属底盘或 BGA 散热器。不管有没有冷却气流,这种封装的外形均有利于实现卓越的热耗散。图 5 示出了当执行 5V 至 1.5V 转换时,LTM4611 在 3.5W 功率损耗和无冷却气流情况下的热成像顶视图。LTM4611 的内部自发热量即使在1.8V 低输入电压时也可处于相当低的水平,因为它的微功率偏压发生器可产生用于其功率MOSFET 的强大栅极驱动。图 6 示出了 3.2W 功率损耗情况下的热成像顶视图,在采用一个 5V 输入时,热点出现了少许位移,标称表面温度为 60°C。请观看相关的视频,以了解测试配置并目睹 200LFM 的气流将器件冷却 10°C。

LTM4611 Enhanced Thermal Performance

作者

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Jason Sekanina