摘要

 

電信，基站和服務(wù)器運(yùn)營(yíng)商通過開發(fā)和發(fā)布三種類型的穩(wěn)壓器來增強(qiáng)其過程而獲得了OptiMOS IPOL的支持。這些新器件分別命名為IR3887M，IR3888M和IR3889M，它們基于負(fù)載恒定電壓點(diǎn)穩(wěn)壓器OptiMOS TM IPOL設(shè)計(jì)，基于COT（恒定導(dǎo)通時(shí)間）控制架構(gòu)。

 

開發(fā)這三種設(shè)備是為了支持服務(wù)器，基站和電信等在85 o C環(huán)境溫度下運(yùn)行的應(yīng)用，這些應(yīng)用需要高效率和高密度。OptiMOS IPOL新系列的穩(wěn)壓器由穩(wěn)定性更高的COT引擎組成，能夠提供非?？焖俚乃矐B(tài)響應(yīng)而無需任何外部補(bǔ)償。同步降壓穩(wěn)壓器支持4.3V至17V的寬輸入電壓范圍（如果使用外部偏置電源，則Vmin = 2V，如果使用外部偏置電源，則Vmin = 2V），而輸出電壓則通過精確的基準(zhǔn)電壓（0.6V± 0.5％）。

 

IR3887M，IR3888M和IR3889M新型穩(wěn)壓器在輕負(fù)載時(shí)提供了高效率，具有熱補(bǔ)償內(nèi)部過流保護(hù)功能，具有四個(gè)可選限制，以提供更便宜，更小的電感器，欠壓，過壓和過熱保護(hù)。開關(guān)頻率可在600 kHz至2 MHz的范圍內(nèi)選擇，從而可實(shí)現(xiàn)較小的PCB尺寸和更少的物料清單（BOM），從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和PCB布局。

 

該系列的所有器件均確保了非常高的效率值，低功耗和熱處理高達(dá)30A連續(xù)電流的能力。

 

特別是IR3887M，是市場(chǎng)上最小的30A器件。融合英飛凌最新一代的FET和增強(qiáng)的封裝技術(shù)，可在4mm x 5mm的小尺寸封裝中提供3A的熱支持。

 

IR3888M和IR3889M采用PQFN封裝，尺寸僅為5mm x 6mm的小尺寸。IR3888M可處理高達(dá)25A的連續(xù)電流，并符合RoHS2的要求。

 

COT控制方式

 

恒定導(dǎo)通（COT）控制模式是一種越來越流行的基于波紋的架構(gòu)，由于其非常簡(jiǎn)單的控制環(huán)路設(shè)計(jì)和快速的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)（由于帶寬很高），它支持這三種設(shè)備。該解決方案還實(shí)現(xiàn)了相對(duì)恒定的開關(guān)頻率，良好的輸出調(diào)節(jié)以及在輕負(fù)載下的極高效率，幾乎不需要額外的設(shè)計(jì)工作。IR388x器件具有專有的快速恒定導(dǎo)通時(shí)間（COT）控制功能，該功能將輸出電壓V O與結(jié)合內(nèi)部斜坡信號(hào)的地面電壓進(jìn)行比較。當(dāng)V O降至該閾值以下時(shí)，將啟動(dòng)PWM信號(hào)以在固定的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)開啟高端FET。底電壓由內(nèi)部補(bǔ)償誤差放大器產(chǎn)生，該放大器對(duì)V進(jìn)行比較。帶參考電壓的O。相對(duì)于傳統(tǒng)的COT控制，快速的COT控制可顯著改善輸出電壓調(diào)節(jié)率。圖1顯示了IR3887M器件的典型應(yīng)用圖。

新增功能

 

OptiMOS TM IPOL器件具有兩種不同的模式：強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（FCCM）和二極管仿真模式（DEM）。使用FCCM，電壓調(diào)節(jié)器始終以偽恒定開關(guān)頻率充當(dāng)同步降壓轉(zhuǎn)換器，從而實(shí)現(xiàn)較小的輸出電壓紋波。降壓開關(guān)穩(wěn)壓器是當(dāng)今客戶POL應(yīng)用的廣泛使用的解決方案。在DEM模式下，當(dāng)電感器電流接近零時(shí)，同步FET會(huì)關(guān)閉，從而降低了開關(guān)頻率并提高了輕負(fù)載時(shí)的效率。在重負(fù)載下，F(xiàn)CCM和DEM都以相同的方式運(yùn)行。通過連接一個(gè)外部電阻器，可以從600 kHz至2 MHz的一組離散值中選擇開關(guān)頻率f sw?；谒x的f sw，電壓調(diào)節(jié)器根據(jù)以下公式為給定的PV in和V O生成控制FET的相應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間：

 

T on =（V O / PV in）*（1 / f sw）

 

其中f sw是所需的開關(guān)頻率，PV in是功率級(jí)的輸入電源，V O是輸出電壓。在操作過程中，設(shè)備會(huì)監(jiān)視PV in和V O，并可以自動(dòng)調(diào)整導(dǎo)通時(shí)間以維持預(yù)選的f sw。隨著負(fù)載的增加，開關(guān)頻率可以增加以補(bǔ)償功率損耗。圖2顯示了針對(duì)不同輸出電壓V O的值的典型效率曲線，涉及以下條件：PV in = 12V，f sw = 600 kHz，F(xiàn)CCM工作模式，T amb= 25°C，自然對(duì)流（無氣流）。效率曲線包括IR388x器件的損耗，電感器損耗，輸入和輸出電容器的損耗以及PCB走線損耗。

 

圖2：典型效率曲線– PV in = V in = 12V，F(xiàn) sw = 600 kHz

 

OptiMOS TM IPOL器件（圖3）具有內(nèi)部數(shù)字軟啟動(dòng)功能，可控制輸出電壓的上升并限制啟動(dòng)時(shí)的電流浪涌。內(nèi)部軟啟動(dòng)信號(hào)在定義的持續(xù)時(shí)間內(nèi)從0 V線性上升至0.6 V，并且不會(huì)隨輸出電壓而變化。穩(wěn)壓器具有四個(gè)軟啟動(dòng)時(shí)間選項(xiàng)，可通過一個(gè)外部電阻器進(jìn)行選擇?？梢允褂猛獠糠謮浩鲗?duì)輸出電壓進(jìn)行編程。將FB電壓與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓0.6 V進(jìn)行比較。當(dāng)輸出處于所需值時(shí)，分壓比設(shè)置為在FB引腳（圖1）提供0.6V。反饋電阻分壓器根據(jù)以下公式計(jì)算：

 

V O = V ref *（1 + R FB1 / R FB2）

 

其中R FB1和R FB2是頂部和底部反饋電阻器（見圖1）。

 

圖3：OptiMOS IPOL系列設(shè)備

 

OptiMOS™IR3887M，IR3889M，IR3888M集成負(fù)載點(diǎn)DC-DC穩(wěn)壓器是易于使用，完全集成且高效的設(shè)備，可提高效率和功率密度，并簡(jiǎn)化服務(wù)器，企業(yè)存儲(chǔ)，網(wǎng)通中POL應(yīng)用的設(shè)計(jì)路由器和交換機(jī)，數(shù)據(jù)通信和電信基站。