- 宽 VIN范围:10 V 至 72 V (80 V 绝对最大值)
- 可锁相的固定频率:200 kHz 至 1.5 MHz
- 集成式四路 5 V N 沟道 MOSFET 驱动器
- RSENSE或 DCR 电流检测
- 可编程 CCM、DCM 或 Burst Mode® 工作
- CLKOUT 引脚用于多相操作
- 短路保护
- EXTVCC输入以提高效率
- 单调性的输出电压启动
- 32 引脚 (5 mm × 5 mm) QFN 封装
48 V 至 12 V/25 A 混合式转换器具有 640 W/IN3的功率密度
图 3 显示了一个采用 LTC7821、开关频率为 400 kHz 的 300 W 混合式转换器。输入电压范围为 40 V 至 60 V,输出电压为 12 V,最大负载为 25 A。飞跨电容 CFLY 和 CMID均使用 12 个 10 µF (1210 尺寸)陶瓷电容。因为开关频率高且电感在开关节点处仅承受一半的 VIN (伏秒值小),所以可以使用相对较小尺寸的 2 µH 电感 (SER2011-202ML,0.75 英寸 × 0.73 英寸)。如图 4 所示,解决方案的尺寸大约为 1.45 英寸 × 0.77 英寸,功率密度大约为 640 W/in3.
因为背面三个开关始终只接收到一半的输入电压,所以可使用40 V 额定电压的 FET。最上面的开关采用一个 80 V 额定电压的FET,因为在启动期间 CFLY 和 CMID 预充电开始时(无开关),它接收到的是输入电压。在稳态操作期间,所有四个开关都只接收到一半的输入电压。因此,与所有开关都接收到全部输入电压的降压型转换器相比,混合式转换器的开关损耗要小得多。图5 显示了设计效率。峰值效率为 97.6% ,满载效率为97.2%。由于其效率高(功率损耗低),热性能非常出色,如图 6 热成像图所示。在 23°C 的环境温度和没有强制风冷的情况下,其热点温度为 92°C。
LTC7821 采用独特的 CFLY 和 CMID 预平衡技术,可防止启动期间的输入浪涌电流。在初始上电期间,测量飞跨电容 CFLY 和 CMID两端的电压。如果这些电压中有任何一个不是 VIN ∕2, 则允许对TIMER 电容进行充电。当 TIMER 电容的电压达到 0.5 V 时,内部电流源开启以使 CFLY Y 电压达到 VIN ∕2。在 CFLY 电压达到 VIN ∕2之后,将CMID 充电至 VIN ∕2。在此期间,TRACK/SS 引脚被拉低,所有外部 MOSFET 都被关断。如果在 TIMER 电容电压达到 1.2 V 之前, CFLY 和 CMID 两端的电压已达到 VIN ∕2 ,则释放 TRACK/SS,正常软启动开始。图 7 显示了这一预平衡周期,图 8 显示了在 48V 输入、12 V/25 A 输出时的 VOUT 软启动。