BESCHREIBUNG

Der LTM4657 ist ein kompletter 8A-Abwärtsschaltregler in einem winzigen BGA-Gehäuse (6,25mm × 6,25mm × 3,87mm). Das Gehäuse enthält den Schaltcontroller, Leistungs-FETs, eine Induktivität und unterstützende Komponenten. Der LTM4657 arbeitet über einen Eingangsspannungsbereich von 3,1V bis 20V und unterstützt einen Ausgangsspannungsbereich von 0,5V bis 5,5V, der über einen einzigen externen Widerstand eingestellt wird. Sein hocheffizientes Design liefert einen kontinuierlichen Ausgangsstrom von bis zu 8A. Es werden nur große Eingangs- und Ausgangskondensatoren benötigt. Der LTM4657 unterstützt den wählbaren diskontinuierlichen Betrieb und die Nachführung der Ausgangsspannung für die Sequenzierung der Versorgungsschiene. Seine hohe Schaltfrequenz und die Current-Mode-Steuerung ermöglichen eine sehr schnelle Reaktion auf Netz- und Laständerungen, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen. Die Fehlerschutzfunktionen umfassen Überspannungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz. Der LTM4657 ist mit SnPb- oder RoHS-konformen Anschlüssen erhältlich.

 

FEATURES

Komplette Lösung auf <1cm2 (einseitige Leiterplatte) oder 0,5cm2 (doppelseitige Leiterplatte)

6,25mm × 6,25mm × 3,87mm BGA-Gehäuse

Breiter Eingangsspannungsbereich: 3,1V bis 20V

0.5V bis 5.5V Ausgangsspannung

8A DC Ausgangsstrom

±1.5% Maximaler Gesamtfehler der DC-Ausgangsspannung über Leitung, Last und Temperatur

Differential-Fernerkennungsverstärker

Current Mode Control, schnelles Einschwingverhalten

Externe Frequenzsynchronisation

Mehrphasige parallele Stromverteilung mit mehreren LTM4657s

Nachführung der Ausgangsspannung

Wählbarer diskontinuierlicher Modus

Strom-Gut-Anzeige

Schutz vor Überspannung, Überstrom und Übertemperatur

 

ANWENDUNGEN

Telekommunikation, Datacom, Netzwerke und Industrieausrüstung

Medizinisch-diagnostische Geräte

Datenspeicher-Rackeinheiten und Karten

Systeme testen und debuggen

 

ANWENDUNGSINFORMATIONEN

Die Auswahl der externen Komponenten wird hauptsächlich durch die Eingangsspannung, die Ausgangsspannung und den maximalen Laststrom bestimmt.

VIN zu VOUT Abwärtsverhältnis

Die maximalen VIN- und VOUT-Absenkungsverhältnisse, die für eine bestimmte Eingangsspannung erreicht werden können, sind durch die minimale Ausschaltzeit und die minimale Einschaltzeit des Reglers begrenzt. Die minimale Aus-Zeit-Grenze erzwingt ein maximales Tastverhältnis, das wie folgt berechnet werden kann:

DMAX = 1 - (tOFF(MIN) - fSW)

wobei tOFF(MIN) die minimale Ausschaltzeit ist, typischerweise 50ns für LTM4657, und fSW (Hz) die Schaltfrequenz ist. Umgekehrt legt die minimale Einschaltdauer ein minimales Tastverhältnis des Wandlers fest, das wie folgt berechnet werden kann:

DMIN = tON(MIN) - fSW

wobei tON(MIN) die minimale Einschaltdauer ist, typischerweise 25ns für LTM4657. In den seltenen Fällen, in denen die minimale Einschaltdauer überschritten wird, bleibt die Ausgangsspannung weiterhin reguliert, aber die Schaltfrequenz verringert sich gegenüber dem programmierten Wert. Beachten Sie, dass eine zusätzliche thermische Leistungsreduzierung vorgenommen werden kann. Siehe dazu den Abschnitt Thermische Überlegungen und Ausgangsstrom-Derating in diesem Datenblatt.

Ausgang Entkopplungskondensatoren

Bei einem optimierten Design für hohe Frequenzen und hohe Bandbreiten ist für den LTM4657 nur ein einziger Keramikkondensator mit niedrigem ESR-Wert erforderlich, um eine niedrige Ausgangswelligkeit und ein sehr gutes Einschwingverhalten zu erreichen. Bei extrem kalten oder heißen Temperaturen oder hoher Ausgangsspannung ist ein zusätzlicher Keramik- oder Tantal-Polymer-Kondensator erforderlich, da die tatsächliche Kapazität mit der Vorspannung und der Temperatur variiert. Tabelle 7 zeigt eine Matrix verschiedener Ausgangsspannungen und Ausgangskondensatoren zur Minimierung des Spannungsabfalls und des Überschwingens während einer 2A-Lastsprungtransiente. Zusätzliche Ausgangsfilterung kann vom Systemdesigner erforderlich sein, wenn eine weitere Reduzierung der Ausgangswelligkeit oder der dynamischen Transientenspitzen erforderlich ist. Das Design-Tool LTpowerCAD von Analog Devices kann online heruntergeladen werden, um die Ausgangswelligkeit, die Stabilität und das Einschwingverhalten für eine weitere Optimierung zu analysieren.

Diskontinuierlicher Strommodus (DCM)

Bei Anwendungen, bei denen eine geringe Ausgangswelligkeit und ein hoher Wirkungsgrad bei mittlerem Strom erwünscht sind, sollten Sie den diskontinuierlichen Strommodus (DCM) verwenden, indem Sie den MODE/ CLKIN-Pin mit GND verbinden. Bei geringer Last kann der interne Stromkomparator für mehrere Zyklen ausgelöst bleiben und den Top-MOSFET dazu zwingen, für mehrere Zyklen ausgeschaltet zu bleiben und somit Zyklen zu überspringen. Der Induktorstrom kehrt sich in diesem Modus nicht um.

Erzwungener Dauerstrom-Modus (CCM)

Bei Anwendungen, bei denen der Betrieb mit fester Frequenz wichtiger ist als eine niedrige Stromeffizienz und bei denen eine möglichst geringe Ausgangswelligkeit gewünscht wird, sollte der erzwungene Dauerbetrieb verwendet werden. Der erzwungene Dauerbetrieb kann aktiviert werden, indem der MODE/CLKIN-Pin mit INTVCC verbunden wird. In diesem Modus kann sich der Induktionsstrom bei geringer Ausgangslast umkehren, die COMP-Spannung wird durchgehend vom Schwellenwert des Stromkomparators gesteuert und der oberste MOSFET schaltet sich immer mit jedem Oszillatorimpuls ein. Während des Hochfahrens ist der erzwungene Dauermodus deaktiviert und der Induktionsstrom wird an der Umkehrung gehindert, bis die Ausgangsspannung des LTM4657 geregelt ist.