česky english Vítejte, dnes je středa 24. duben 2024

Výkonný jednofázový DC/DC regulátor s řízením parametrů napájení

LTC3883 je jednofázový synchronní snižující DC/DC regulátor s rozhraním typu PMBus pro digitální řízení a monitorování klíčových parametrů systému. Obvod ve svém pouzdře integruje budiče MOSFET a v aplikaci může pracovat buď samostatně, nebo v centrálně řízené sestavě s ostatními Linear Technology PMBus obvody.

Základní funkce LTC3883

  • Rozsah vstupního napětí je 4,5 V až 24 V a výstupního napětí 0,5 V až 5,5 V.
  • Stabilita výstupního napětí ±0,5 % je garantována v celém rozsahu provozních teplot od –40 °C do 125 °C.
  • PMBus rozhraní umožňuje konfiguraci napětí, proudových limitů, sekvencování, ochrany, OV/UV úrovní, frekvenční synchronizace i logování chybových stavů.

K dispozici jsou telemetrická data parametrů VIN, IIN, VOUT, IOUT, teploty a poruch. Externí napěťová dělička umožňuje konfiguraci adresy obvodu, výchozí spínací frekvence a výstupního napětí. Vstupní proudový senzor a indukční DCR s autokalibrací.

1,8V/30A jednofázový digitální napájecí zdroj se snímačem IIN

Na obr. 1 je uveden příklad aplikace DC/DC regulátoru se vstupním rozsahem 7 V až 14 V a výstupem 1,8 V / 30 A vybavený indukčním DCR proudovým senzorem. Pro zvýšení přesnosti DCR proudového snímače, obvod LTC3883 snímá rovněž teplotu samotné cívky a zajišťuje kompenzaci teplotního koeficientu odporu vinutí. Díky této metodě je možné dosáhnout vysoké přesnosti měření proudu a funkce proudového omezovače.

Výkonný jednofázový DCDC regulátor s řízením parametrů napájení 1.jpg

Obr. 1 1,8V/30A jednofázový digitální napájecí zdroj s IIN snímačem

LTC3883 je řídicí obvod využívající měření špičkového proudu s cílem dosažení rychlé přechodové odezvy a reakce v jediném cyklu. Obrázek 2 ukazuje typické průběhy při skokové změně zátěže o 10 A, což má za následek maximální odchylku napětí od nominální hodnoty – pouze 60 mV.

Výkonný jednofázový DCDC regulátor s řízením parametrů napájení 2.jpg

Obr. 2 Odezva na skokovou změnu výstupního proudu o 10 A

Měření vstupního proudu

LTC3883 má k dispozici obvod pro snímání vstupního proudu pomocí sériového rezistoru 5 mΩ na vstupní straně regulátoru, jak je znázorněno na obr. 1. Získané napětí je zpracováno pomocí integrovaného 16bitového ADC obvodu LTC3883. Navíc obvod i ve svém pouzdře obsahuje snímací rezistor napájecího proudu z pinu VIN, takže má k dispozici i hodnotu proudu výkonového stupně.

Autokalibrace indukčního DCR

Problém s konvenčními indukčními DCR proudovými snímači je v tom, že tolerance DCR může být i mnohem větší než ±10 %, což v praxi výrazně omezuje přesnost měření špičkového proudu. Aby bylo možné tento problém vyřešit, používá LTC3883 vlastní DCR autokalibrační funkci. Zjednodušené schéma tohoto obvodu je uvedeno na obr. 3.

Výkonný jednofázový DCDC regulátor s řízením parametrů napájení 3

Obr. 3 Autokalibrace DCR

LTC3883 přesně měří hodnotu vstupního proudu IIN, pracovní cyklus (D) a napětí proudového snímače (VCS), podle čehož kalibruje skutečnou hodnotu DCR na základě vztahu:

Výkonný jednofázový DCDC regulátor s řízením parametrů napájení - rovnice

S touto autokalibrační funkcí lze v praxi dosáhnout měření proudu s přesností lepší než 3 %, a to zcela bez ohledu na skutečné tolerance parametrů DCR.

LTpowerPlay™ GUI

Všechny funkce pro správu napájecího systému mohou být řízeny s pomocí softwaru LTpowerPlay s grafickým uživatelským rozhraním a podporou všech napájecích regulátorů společnosti Linear. S pomocí LTpowerPlay mohou konstruktéři snadno programovat a řídit celý napájecí systém bez nutnosti napsání jediného řádku kódu. Pomocí tohoto nástroje je velmi snadné nastavit libovolný obvod na sběrnici, ověřit stav systému, načíst telemetrické údaje, zkontrolovat chybové stavy i řídit sekvenční náběh jednotlivých bloků. LTpowerPlay je možné stáhnout na webových stránkách www.LTpowerPlay.com.

Závěr

LTC3883 kombinuje nejlepší analogový DC/DC regulátor ve své třídě s kompletní sadou funkcí pro správu napájení a přesnými datovými převodníky pro řízení a správu výstupního výkonu. Více obvodů LTC3883 může být použito i s jinými produkty Linear Technology s rozhraním PMBus s cílem optimalizovat MULTIRAIL napájecí systémy. Výkonný software LTpowerPlay zjednodušuje vývoj komplexních napájecích systémů. Pokud je v aplikaci potřeba například duální výstupy, lze použít LTC3880, který nabízí sdílení funkce pro správu společného napájecího systému.

www.linear.com