BESCHREIBUNG

Der LTM4644/LTM4644-1 ist ein Vierfach-DC/DC-Abwärtsregler auf µModule-Basis (Mikromodul) mit 4A pro Ausgang. Die Ausgänge können in einem Array parallel geschaltet werden, um bis zu 16A zu erreichen. Das Gehäuse enthält die Schaltcontroller, Leistungs-FETs, Induktivitäten und unterstützende Komponenten. Der LTM4644/LTM4644-1 arbeitet über einen Eingangsspannungsbereich von 4V bis 14V oder 2,375V bis 14V mit einer externen Vorspannung und unterstützt einen Ausgangsspannungsbereich von 0,6V bis 5,5V. Sein hocheffizientes Design liefert einen kontinuierlichen Ausgangsstrom von 4A (5A Spitze) pro Kanal. Es werden nur große Eingangs- und Ausgangskondensatoren benötigt.

 

FEATURES

Vierfacher Step-Down µModule®-Regler mit 4A pro Ausgang

Breiter Eingangsspannungsbereich: 4V bis 14V

2,375V bis 14V mit externer Vorspannung

0.6V bis 5.5V Ausgangsspannung

4A DC, 5A Spitzenausgangsstrom pro Kanal

Bis zu 5,5W Verlustleistung (TA = 60°C, 200 LFM, kein Kühlkörper)

±1.5% Gesamtregelung der Ausgangsspannung

Current Mode Control, schnelles Einschwingverhalten

Parallelschaltbar für höheren Ausgangsstrom

Nachführung der Ausgangsspannung

Interne Temperatursensor-Diode Ausgang

Externe Frequenzsynchronisation

Schutz vor Überspannung, Strom und Temperatur

9mm × 15mm × 5.01mm BGA Gehäuse

 

ANWENDUNGEN

Multirail-Lastpunktregelung

FPGAs, DSPs und ASICs Anwendungen

 

OPERATION

Das LTM4644 ist ein eigenständiges, nicht isoliertes DC/DC-Schaltnetzteil mit vier Ausgängen. Es verfügt über vier separate Reglerkanäle, von denen jeder mit wenigen externen Eingangs- und Ausgangskondensatoren einen kontinuierlichen Ausgangsstrom von bis zu 4A liefern kann. Jeder Regler liefert eine präzise geregelte Ausgangsspannung, die über einen einzigen externen Widerstand (zwei Widerstände bei LTM4644-1) über einen Eingangsspannungsbereich von 4V bis 14V von 0,6V bis 5,5V programmierbar ist. Mit einer externen Vorspannung kann dieses Modul mit einer Eingangsspannung von nur 2,375V betrieben werden.

Der LTM4644 enthält vier separate frequenzgesteuerte Einschaltzeit-Talstromregler, Leistungs-MOSFETs, Induktoren und andere unterstützende diskrete Komponenten. Die typische Schaltfrequenz ist auf 1MHz eingestellt. Für Anwendungen, die auf Schaltgeräusche reagieren, kann der µModule-Regler extern mit einem Takt von 700kHz bis 1,3MHz synchronisiert werden. Siehe den Abschnitt Anwendungsinformationen.

Dank der Stromregelung und der internen Rückkopplungsschleifenkompensation verfügt das Modul LTM4644 über ausreichende Stabilitätsmargen und ein gutes Einschwingverhalten bei einem breiten Spektrum von Ausgangskondensatoren, sogar bei allen Keramik-Ausgangskondensatoren.

Die Strommodussteuerung bietet die Flexibilität, jeden der separaten Reglerkanäle mit präziser Stromaufteilung parallel zu schalten. Mit einem eingebauten Takt-Interleaving zwischen den beiden Reglerkanälen kann der LTM4644 problemlos einen 2+2, 3+1 oder 4-Kanal-Parallelbetrieb einsetzen, was in einer Multirail POL-Anwendung wie FPGA mehr als flexibel ist. Darüber hinaus verfügt der LTM4644 über CLKIN- und CLKOUT-Pins für die Frequenzsynchronisation oder Polyphasierung mehrerer Geräte, so dass bis zu 8 Phasen kaskadiert gleichzeitig laufen können.

 

ANWENDUNGSINFORMATIONEN

Eingangs-Entkopplungskondensatoren

Das LTM4644 Modul sollte an eine Gleichstromquelle mit niedriger Akimpedanz angeschlossen werden. Für jeden Reglerkanal wird ein keramischer 10µF-Eingangskondensator zur Entkopplung des RMS-Ripplestroms empfohlen. Ein Bulk-Eingangskondensator wird nur dann benötigt, wenn die Impedanz der Eingangsquelle durch lange induktive Leitungen, Leiterbahnen oder unzureichende Quellkapazität beeinträchtigt wird. Der Bulk-Kondensator kann ein elektrolytischer Aluminiumkondensator oder ein Polymerkondensator sein.

Ausgang Entkopplungskondensatoren

Bei einem optimierten Design für hohe Frequenzen und hohe Bandbreiten ist für jeden Reglerkanal nur ein einziger keramischer Ausgangskondensator mit niedrigem ESR-Wert erforderlich, um eine geringe Ausgangsspannungswelligkeit und ein sehr gutes Einschwingverhalten zu erreichen. Eine zusätzliche Ausgangsfilterung kann vom Systementwickler erforderlich sein,

wenn eine weitere Reduzierung der Ausgangswelligkeit oder der dynamischen Einschwingspitzen erforderlich ist. Tabelle 7 zeigt eine Matrix verschiedener Ausgangsspannungen und Ausgangskondensatoren zur Minimierung des Spannungsabfalls und des Überschwingens während einer 2A-Lastsprungtransiente. Der mehrphasige Betrieb reduziert die effektive Ausgangswelligkeit in Abhängigkeit von der Anzahl der Phasen. In der Application Note 77 wird diese Rauschreduzierung im Vergleich zur Auslöschung des Ausgangsrippelstroms erörtert, aber die Ausgangskapazität wird eher eine Funktion der Stabilität und des Einschwingverhaltens sein. Das LTpowerCAD™ Design Tool kann online heruntergeladen werden, um die Ausgangswelligkeit, die Stabilität und das Einschwingverhalten zu analysieren und die Reduzierung der Ausgangswelligkeit zu berechnen, wenn die Anzahl der implementierten Phasen um das N-fache steigt.