bandao.com半岛(bandao·中国)电子科技-单芯片干翻传统方案！两相升压转换器如何将低压大功率密度拉满？

【导读】于电子装备范畴，单芯片升压转换器饰演着主要脚色，它能将低输入电压转换为高输出电压，且总体方案尺寸紧凑。然而，劈面临输出功率需求增长的环境时，电流程度及散热需求也会年夜幅上升。受内部开关限定，传统单芯片升压转换器往往难以满意这些需求。于此配景下，两相升压转换器应运而生，成为解决这一难题的更优方案。

择要

本文聚焦一款专为低压年夜功率场景打造的单芯片两相单输出升压转换器——LT8349。着重论述其具有的多种晋升机能与矫捷性的特征，为相干运用提供有力撑持。

弁言

于电子装备范畴，单芯片升压转换器饰演着主要脚色，它能将低输入电压转换为高输出电压，且总体方案尺寸紧凑。然而，劈面临输出功率需求增长的环境时，电流程度及散热需求也会年夜幅上升。受内部开关限定，传统单芯片升压转换器往往难以满意这些需求。于此配景下，两相升压转换器应运而生，成为解决这一难题的更优方案。

经由过程让转换器的开关动作以两订交错的方式运行，开关电流纹波可以有用降低一半。如许不仅可以或许减小电容及电感的尺寸，还有能改善装备的热机能。

LT8349是一款单芯片同步升压转换器，内置两个以错相方式切换的N沟道MOSFET功率级。这些功率开关的额定参数为8 V/6 A，采用固定开关频率事情，频率可于300 kHz至4 MHz之间设定，也能同步至外部时钟。同步整流技能可于宽负载规模内晋升效率，有用降低功率损耗与散热需求；而Stage Shedding™技能与可选的Burst Mode®模式则有助在改善轻载前提下的效率体现。

假如运用场景要求节制电磁滋扰(EMI)辐射，利用可选的扩几次率调制(SSFM)功效可将噪声降至最低。

这款IC的输入规模为2.5 V至5.5 V，合用在电池供电装备，输出电压可设定至最高8 V。这款两相转换器采用1.9 妹妹×2.6 妹妹的小型WLCSP封装，可以或许最年夜限度减小总体设计的占用空间。

多相操作

LT8349采用固定频率电流模式节制方案，可实现精彩的路线与负载调治机能。虽然两相架构需配置两个电感，但这款IC能将电流匀称分配至两相，并使各相开关动作相差180°。这一设计可显著降低电感峰值电流并减小输出纹波。电感峰值电流由公式1确定。

此中，IOUT为平均负载电流，D为PWM占空比，∆IL则为电感纹波电流。

高机能6 V/5 A电源

图1展示了一个6 V升压运用，其输入电源为2.5 V至4.5 V。当输入电压为4.5 V且于RT引脚接入54.9 kΩ电阻来将开关频率设定为2 MHz时，它可提供最年夜5 A的负载电流。

图1.2.5 V至4.5 V输入、6 V输出的升压转换器

Stage Shedding

于重载前提下，LT8349作为两相升压转换器事情。跟着负载电流减小，各相的电感峰值电流也随之降低。当峰值电流降至约1.7 A的卸载阈值ISHED, DUAL时，Stage Shedding技能被激活，器件将从两相升压模式切换为单相升压模式。于此事情模式下，第二相被封闭，第一相的电感峰值电流限值将晋升至ISHED,SINGLE（由公式2确定）。

跟着负载进一步降低，可经由过程设置SYNC/MODE引脚，将这款IC设定为低IQ电流、低输出纹波的突发模式，或者固定频率的强迫持续模式(FCM)。Stage Shedding功效于图2中进一步具体申明，此中展示了突发模式及FCM模式下各相电感电流的特征。

当SYNC/MODE引脚毗连至旌旗灯号地(SGND)时，这款IC以突发模式事情，经由过程降低开关频率来维持输出调治电压。这款IC将经由过程ISET引脚对于峰值电流IBURST举行设定，进而输出单脉冲电流。脉冲竣事后当即进入休眠期，当输出端无负载时，静态电流仅为15 µA。

当SYNC/MODE引脚悬空时，这款IC于轻载前提下以FCM模式事情。于此模式下，电感电流答应变为负值，使这款IC可以或许于所有负载规模内按编程频率举行切换。这一特征可确保开关谐波及EMI的一致性与可猜测性，但价钱是轻载效率有所降低。图3展示了突发模式及FCM模式之间的效率对于比。

图2.负载电流从高到极低时LT8349事情环境的简化示用意。

图3.效率和功率损耗与输出电流的瓜葛。

SSFM

对于在EMI辐射要求严酷的运用场景，LT8349提供了分外的资源来进一步降低噪声。SSFM可以经由过程配置SYNC/MODE引脚来选择，而且与突发模式及FCM操作兼容。被选择SSFM时，内部振荡器频率将于外部RT电阻的设定值与该值约25%的上浮规模内颠簸。图4及图5别离展示了切合CISPR 32 B类尺度的传导EMI及辐射EMI成果。

图4.CISPR 32传导EMI成果。

图5.CISPR 32辐射EMI成果。

结语

相较在传统的单相升压转换器，这款集成电路具有多项上风。它采用的两相架构与同步整流技能可实现更高的输出功率，并且有助在效率晋升、功耗降低与热机能优化，只管采用双电感配置，但仍连结紧凑的总体占位空间。Stage Shedding技能与突发模式可进一步晋升轻载效率，而可选的SSFM功效则有助在降低EMI辐射。此外，LT8349还有集成为了输出软启动与过压锁定掩护功效，可避免下流元件因电压太高而毁坏。依附诸多特征，这款IC很是合适运用在手持装备电源和工业电源等场景。

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