最大限度缩短开发时间并节省电路板面积对很多高性能系统而言都是至关重要的,如网络路由器、刀片式服务器、蜂窝基站和测试仪器。安装在这些系统中电路板上的负载点 (POL) DC/DC电源也受到同样苛刻的开发时间和解决方案尺寸的限制。这些系统需要完全集成的POL电源模块,即具有内置电感器、功率MOSFET、PWM控制器和支持电路的电源模块。
为了减轻热量压力并实现高可靠性,在并联DC/DC稳压器模块时,电流共享是非常重要。从概念上看,由于器件之间的偏差和输出电压调节误差,两个相同的POL电源的输出电压可能不同,即使把它们编程至相同的目标值。例如,一个1.5V输出的POL可能在输出电压上有±1% 的误差。当两个POL电源并联连接时,两个模块之间的输出电压差可能高达1.5V x 2%=30mV。因此,假定有5mΩ的互连阻抗,那么循环电流可能高达30mV/50mΩ = 0.6A。如果没有电流共享,就一个有两个10A POL 并联的两相、20A电源而言,一个通道可能有16A电流,而另一个通道却仅有4A电流。这种非平衡相位电流可能给整个系统带来严重的热量和可靠性问题。

新一代DC/DC稳压器LTM4601系列微型模块 (mModule) POL集成了电流模式控制器,具有固有的快速、准确电流共享能力。LTM4601 DC/DC微型模块稳压器是一个完整的12A电源。该器件采用15mm x 15mm x 2.8mm LGA封装,具有IC外形和尺寸。它在4.5V ~ 28V的宽输入电压范围内工作。就需要多相 (PolyPhase) POL设计的大电流应用而言,多个 LTM4601模块可以非常方便地并联连接。

多个LTM4601微型模块稳压器能以平衡相位电流并联。由于有电流环路,内部电感器的表现更像一个电压控制的电流源。把所有电流控制信号引脚连接在一起可容易地实现电流共享。在LTM4601中,COMP引脚既是电压环路补偿运算放大器(Op Amp)的输出,又是电感器电流的基准电压。因为跨导(gm)运算放大器用在微型模块稳压器中,那么作为运算放大器输出的COMP引脚就可以连接到一起。图1所示是多个跨导运算放大器并联以产生共用电流基准电压VCOMP的概念图。跨导误差放大器的有效输入电压范围为基准电压的10%。甚至器件之间的基准电压偏差为1%,误差放大器也不会饱和。另外,通过将反馈引脚连接到一起,设置输出电压只需要一个分压器电阻。所有补偿引脚都连接到一起,以实现电流共享。就具有锁相环(PLL)的模块而言,每个微型模块稳压器都能通过交错时钟来同步,以在输入和输出端消除拍频噪声。
图2显示了在40A负载电流20V输入和1.5V输出时,所测得的4个LTM4601模块的热像。平衡良好的温度表明,这些模块很好地共享了负载电流。
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