DC/DC 控制器兼有數(shù)字電源系統(tǒng)管理功能和模擬控制環(huán)路 以實(shí)現(xiàn) ±0.5% 的 VOUT 準(zhǔn)確度

16 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提供輸入和輸出電壓及電流、占空比和溫度的數(shù)字回讀。用戶可以回讀重要參數(shù)的峰值。關(guān)鍵控制器參數(shù)可以通過 PMBus 設(shè)定。故障記錄包括非易失性存儲器中的中斷標(biāo)記和黑匣子記錄器，該存儲器儲存發(fā)生故障之前瞬間的工作狀態(tài)。

LTC3883 的特點(diǎn)是內(nèi)置了一個(gè) LDO 穩(wěn)壓器，以提高集成度，而 LTC3883-1 用外部 5V 偏置電壓供電以提高效率。這兩款器件都采用耐熱增強(qiáng)型 32 引線 5mm x 5mm QFN 封裝，工作節(jié)溫范圍或者為 -40°C 至 105°C (E 級) 或者為 -40°C 至 125°C (I 級)。

PMBus 控制

LTC3883 / LTC3883-1 PMBus 接口允許以數(shù)字方式設(shè)定關(guān)鍵的電源參數(shù)以及重要的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)回讀。運(yùn)用凌力爾特的 LTpowerPlay 開發(fā)軟件，可以將配置參數(shù)下載到內(nèi)部 EEPROM 中。圖 5 顯示了基于 PC 的 LTpowerPlay 開發(fā)平臺，該平臺具備 USB 至 I2C / SMBus / PMBus 適配器。器件一旦按照所希望的那樣配置完畢，就可以自主工作，而無需主機(jī)控制，因此無需額外的固件或微控制器。

通過 PMBus 可以設(shè)定以下電源參數(shù)：

輸出電壓和裕度電壓

基于電感器溫度的溫度補(bǔ)償電流限制門限

開關(guān)頻率

過壓和欠壓高速監(jiān)察器門限

輸出電壓接通/斷開時(shí)間延遲

輸出電壓上升/下降時(shí)間

輸入電壓接通/斷開門限

輸出軌接通/斷開

輸出軌裕度高/裕度低

對內(nèi)部/外部故障的響應(yīng)

故障傳播

PMBus 使用戶能監(jiān)視以下電源狀態(tài)：

輸出/輸入電壓

輸出/輸入電流

內(nèi)部芯片溫度

外部電感器溫度

器件狀態(tài)

故障狀態(tài)

系統(tǒng)狀態(tài)

峰值輸出電流

峰值輸出電壓

峰值內(nèi)部/外部溫度

故障日志狀態(tài)

模擬控制環(huán)路

LTC3883 / LTC3883-1 的眾多功能都是數(shù)字可編程的，包括輸出電壓、電流限制設(shè)定點(diǎn)和排序。不過，控制環(huán)路仍然是純模擬的，這樣就不會有數(shù)字控制環(huán)路那樣的量化效應(yīng)，從而提供最佳環(huán)路穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)。

圖 4 比較的是具有模擬反饋控制環(huán)路的控制器 IC 和具有數(shù)字反饋控制環(huán)路的控制器 IC 之上升曲線。模擬環(huán)路是平滑上升的，而數(shù)字環(huán)路有一個(gè)一個(gè)的步進(jìn)，由于量化效應(yīng)，這可能導(dǎo)致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應(yīng)、在有些應(yīng)用中需要更大的輸出電容以及在 PWM 控制信號上有更大的輸出紋波和抖動。

電流模式控制環(huán)路產(chǎn)生最佳環(huán)路穩(wěn)定性、逐周期電流限制以及快速和準(zhǔn)確的電壓及負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。簡單的環(huán)路補(bǔ)償不受工作狀態(tài)和轉(zhuǎn)換器配置的影響。該器件還支持連續(xù)、斷續(xù)和突發(fā)模式 (Burst Mode®) 電感器電流控制。

圖 4：LTC3883 的模擬控制環(huán)路與數(shù)字控制環(huán)路的對比。模擬環(huán)路具有平滑的上升曲線，而數(shù)字環(huán)路有一個(gè)一個(gè)的步進(jìn)，由于量化效應(yīng)，這可能導(dǎo)致穩(wěn)定性問題、更慢的瞬態(tài)響應(yīng)、在有些應(yīng)用中需要更大的輸出電容以及在 PWM 控制信號上有更大的輸出紋波和抖動。

ANALOG CONTROL LOOP：模擬控制環(huán)路

ANALOG CURRENT WAVEFORM：模擬電流波形

FIXED：固定的

DIGITAL CONTROL LOOP：數(shù)字控制環(huán)路

DIGITAL RAMP：數(shù)字斜坡

電感器 DCR 的自動校準(zhǔn)

利用電感器的 DC 電阻而不是檢測電阻器檢測 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸出電流有幾大優(yōu)勢，包括更低的功率損耗、電路復(fù)雜性和成本。不過，如果規(guī)定的標(biāo)稱電感器 DCR 和實(shí)際的電感器 DCR 之間有任何差別，都會在所測得的輸出電流以及峰值電流限制中導(dǎo)致成比例的誤差。

運(yùn)用凌力爾特正在申請專利的算法，LTC3883 / LTC3883-1 可以測量并補(bǔ)償電感器 DCR 與其標(biāo)稱值之間的容差。只要在該轉(zhuǎn)換器處于穩(wěn)定狀態(tài)且有足夠大的負(fù)載電流以準(zhǔn)確測量輸入和輸出電流時(shí)，通過 PMBus 命令完成一個(gè)簡單的 180ms 校準(zhǔn)程序即可。

LTC3883 / LTC3883-1 可準(zhǔn)確測量電感器溫度，以在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi)保持準(zhǔn)確的電流回讀。LTC3883 動態(tài)地建立從外部溫度傳感器到電感器磁芯的溫度上升模型，以了解電感器的自熱影響。這項(xiàng)正在申請專利的算法簡化了外部溫度傳感器的放置要求，實(shí)現(xiàn)了極其穩(wěn)定的狀態(tài)，并補(bǔ)償了從電感器磁芯到主散熱器的瞬態(tài)溫度誤差。

多 IC 系統(tǒng)

大型多軌電源板通常由隔離式中間總線轉(zhuǎn)換器組成，該轉(zhuǎn)換器將來自背板的 -48V 電壓轉(zhuǎn)換成更低的中間總線電壓 (IBV)，典型值為 12V，該中間總線電壓被分配到 PC 板的各處。單獨(dú)的負(fù)載點(diǎn) (POL) DC-DC 轉(zhuǎn)換器將 IBV 降至所需的軌電壓，通常為 0.5V 至 5V，同時(shí)輸出電流的范圍為 0.5A 至 120A。這類電路板排列很密集，數(shù)字電源系統(tǒng)管理電路不能占用太多 PC 板面積。