隨著數(shù)據(jù)中心和通信設(shè)備對功率密度與效率要求的不斷提升，傳統(tǒng)隔離式48V/54V總線轉(zhuǎn)換器正逐漸被非隔離型高密度方案取代。ADI的LTC7821混合式轉(zhuǎn)換器控制器，通過創(chuàng)新拓撲結(jié)構(gòu)，在保持高效、高密度的同時實現(xiàn)輸出電壓調(diào)節(jié)能力，成為新一代中間總線轉(zhuǎn)換器（IBC）的理想選擇。代理銷售ADI旗下全系列IC電子元器件-中芯巨能為您介紹LTC7821產(chǎn)品特性及優(yōu)勢。如需LTC7821產(chǎn)品規(guī)格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求，請加客服微信：13310830171。

一、為何需要混合式轉(zhuǎn)換器？

在傳統(tǒng)的48V至12V總線轉(zhuǎn)換應(yīng)用中，降壓型轉(zhuǎn)換器受限于高輸入電壓帶來的開關(guān)損耗，通常工作頻率較低（100kHz~200kHz），導(dǎo)致電感體積大、瞬態(tài)響應(yīng)慢、整體解決方案尺寸大。而電荷泵雖然具備高能量密度優(yōu)勢，但不具備電壓調(diào)節(jié)功能，難以滿足高電流、寬負載變化的應(yīng)用需求。

LTC7821結(jié)合了電荷泵與傳統(tǒng)降壓拓撲的優(yōu)點，采用“混合式”架構(gòu)，使所有MOSFET僅承受一半輸入電壓，從而：

使用低額定電壓MOSFET，降低導(dǎo)通與開關(guān)損耗；

支持高頻工作（最高1.5MHz），減小電感尺寸；

實現(xiàn)閉環(huán)電壓調(diào)節(jié)與多相擴展能力。

二、LTC7821關(guān)鍵特性與優(yōu)勢

LTC7821是一款峰值電流模式控制的混合式轉(zhuǎn)換器控制器，主要特點包括：

寬輸入電壓范圍：10V至72V（最大80V）；

可鎖相固定頻率控制：200kHz～1.5MHz；

集成四路5V MOSFET驅(qū)動器；

支持RSENSE或DCR電流檢測；

支持CCM、DCM及Burst Mode?工作模式；

多相操作支持：CLKOUT引腳便于構(gòu)建多相并聯(lián)系統(tǒng)；

全面保護機制：短路、過流、輸入欠壓等；

小型QFN封裝：32引腳，5mm×5mm。

這些特性使其非常適合用于高性能電源系統(tǒng)中的高密度中間總線轉(zhuǎn)換。

三、典型應(yīng)用：48V至12V/25A單相設(shè)計

以一個基于LTC7821的48V至12V/25A單相轉(zhuǎn)換器為例，在400kHz開關(guān)頻率下實現(xiàn)了超過97%的滿載效率。相比傳統(tǒng)降壓拓撲，該設(shè)計顯著提升了功率密度（約640W/in3），同時縮小了解決方案尺寸至約1.45英寸×0.77英寸。

關(guān)鍵設(shè)計要點包括：

飛跨電容CFLY與CMID均使用多個陶瓷電容（如12個1210尺寸10μF電容）；

電感僅需承受VIN/2電壓應(yīng)力，允許使用更小的2μH電感；

底部三個MOSFET可使用40V器件，頂部開關(guān)使用80V器件以應(yīng)對啟動時全電壓沖擊。

熱測試顯示，在23°C環(huán)境溫度無風冷條件下，熱點溫度僅為92°C，表現(xiàn)出優(yōu)異的熱管理性能。

四、多相擴展：支持更高功率應(yīng)用場景

LTC7821可通過CLKOUT與PLLIN引腳實現(xiàn)多相并聯(lián)，輕松擴展至100A以上輸出能力。例如，一個4相1.2kW系統(tǒng)可在每相保持相同功率級結(jié)構(gòu)的前提下，實現(xiàn)高達97.1%的滿載效率，并保證良好的均流性能。

在200LFM氣流輔助散熱下，熱點溫度降至81°C，適用于高密度服務(wù)器、交換機和通信設(shè)備中的供電系統(tǒng)。

五、總結(jié)

LTC7821憑借其混合式拓撲架構(gòu)，突破了傳統(tǒng)降壓與電荷泵的局限，為48V總線轉(zhuǎn)換提供了一種兼具高效率、高功率密度與靈活擴展性的全新方案。對于追求緊湊布局、高效運行的數(shù)據(jù)中心和電信系統(tǒng)設(shè)計者而言，LTC7821不僅降低了系統(tǒng)成本與復(fù)雜度，還顯著提升了電源模塊的整體性能。

工程師在使用時應(yīng)重點關(guān)注飛跨電容選型、MOSFET耐壓等級以及多相同步配置，以充分發(fā)揮其在高頻、高電流場景下的優(yōu)勢。