FPGA、ASIC和處理器為高性能服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算系統(tǒng)消耗的電流持續(xù)上升，100A或更高的負(fù)載電流正變得越來越普遍。同時(shí)，隨著電壓調(diào)節(jié)要求的更嚴(yán)格，芯片的工作電壓正在降至0.9V及以下。對(duì)于其中許多應(yīng)用，可能需要通過VID（電壓識(shí)別）接口調(diào)整內(nèi)核電壓以獲得最佳性能。電源設(shè)計(jì)人員顯然面臨著一個(gè)重大挑戰(zhàn)，即要以較小的電路板空間滿足高效率和嚴(yán)格的輸出電壓調(diào)節(jié)要求。

滿足這些需求的一種方法是使用 LTC3877 和 LTC3874 芯片組。LTC?3877 是一款峰值電流模式、VID 控制的雙輸出同步降壓型控制器。相位 1 的輸出可通過一個(gè) 6 位并行 VID 接口在 0.6V 至 1.23V 范圍內(nèi)以 10mV 的增量進(jìn)行編程。相位 2 提供 0.6V 至 5V 的輸出，由一個(gè)外部分壓器設(shè)定。這兩個(gè)相位可以并聯(lián)在一起，也可以與另一個(gè) LTC3877 或一個(gè) LTC3874 的相位并聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)更高的輸出電流。

LTC?3874 是一款峰值電流模式相位擴(kuò)展器芯片。它沒有誤差放大器，而是將其相電流調(diào)節(jié)至來自 LTC3877 主機(jī)的 ITH 信號(hào)。LTC3874 的優(yōu)雅設(shè)計(jì)減少了走線數(shù)量和電路板空間。LTC3877 采用 44 引腳、7mm × 7mm QFN 封裝;LTC3874 從控制器采用 28 引腳、4mm × 5mm QFN 封裝。

高精度、高效率的多相設(shè)計(jì)

圖 1 所示的 4 相降壓型轉(zhuǎn)換器采用 LTC3877 和 LTC3874 在一個(gè) 400kHz 開關(guān)頻率下提供 0.6V 至 1.23V 的 0.6V 至 1.23V 的 VID 控制輸出，最大負(fù)載電流為 120A。LTC3877 在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為所有 VID 設(shè)定點(diǎn)提供了 ±1% 的總 DC 調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度。LTC3877 中的差分遠(yuǎn)端采樣放大器負(fù)責(zé)檢測(cè)調(diào)節(jié)點(diǎn)處的輸出電壓，并補(bǔ)償 PCB 走線和接地層上的壓降。由于時(shí)鐘延遲較短，4 相操作可實(shí)現(xiàn)更低的輸出電壓紋波和更快的負(fù)載階躍響應(yīng)。

高效率得益于兩個(gè)芯片的強(qiáng)柵極驅(qū)動(dòng)器和短死區(qū)時(shí)間、MOSFET 選擇和亞 mΩ DCR 鐵氧體電感器。如圖2所示，1.2V輸出（120A負(fù)載）的滿載效率為88.8%。

亞 mΩ 直流電阻檢測(cè)

LTC3877 和 LTC3874 均采用一種專為亞 mΩ DCR 檢測(cè)而設(shè)計(jì)的專有 DCR 電流檢測(cè)架構(gòu)，從而確保了對(duì)均流和電流限制的嚴(yán)格控制。圖3顯示了圖1所示4相轉(zhuǎn)換器的均流性能。使用的電感是Wurth 744301025（250nH），其DCR為0.32mΩ。相位之間的均流誤差小于1mV。

更多功能

LTC3877 和 LTC3874 均具有一個(gè) 250kHz 至 1MHz 的可鎖相頻率范圍和一個(gè)用于在不需要同步時(shí)設(shè)置內(nèi)部頻率的 FREQ 引腳。LTC3877 提供了三種輕負(fù)載操作模式：突發(fā)模式操作、強(qiáng)制連續(xù)模式和脈沖跳躍模式。LTC3874 在強(qiáng)制連續(xù)模式或脈沖跳躍模式下工作。?

LTC3877 的最短導(dǎo)通時(shí)間典型值為 40nsec，非常適合在 500kHz 至 1MHz 開關(guān)頻率下運(yùn)作的高降壓型轉(zhuǎn)換器或小尺寸或高帶寬轉(zhuǎn)換器。LTC3874 的最小導(dǎo)通時(shí)間為 90nsec（典型值）。

LTC3877 的第 1 階段提供了 VID 控制。如果FPGA、ASIC或處理器未喚醒或不需要VID編程，則可以通過將VIDEN引腳拉低并使用差分放大器輸出端的分壓器設(shè)置輸出電壓來禁用VID部分。LTC3877 的兩個(gè)相位都具有用于精確控制輸出電壓的差分遠(yuǎn)端檢測(cè)放大器。兩個(gè)芯片的輸入電壓范圍均為4.5V至38V。

LTC3877 的其他特性包括用于每個(gè)電源軌的 PGOOD 引腳、RUN 引腳和 TK/SS 引腳。LTC3874 具有自己的 RUN 引腳和故障引腳，用于快速響應(yīng)故障情況。

結(jié)論

LTC3877 / LTC3874 芯片組為電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供了一種高度準(zhǔn)確、高效和穩(wěn)健的多相解決方案，用于為 FPGA、ASIC 和處理器供電的高電流電源軌。

審核編輯：郭婷