由于對高的需求不斷增加 汽車中的電源升壓電源 和工業應用, 凌力爾特推出的凌力爾特 LTC3862 系列兩相, 單輸出非同步升壓 直流/直流控制器。The LTC2 提供靈活、高性能 升壓控制器在三個方便 封裝選項:GN3862,24 毫米× 5 毫米 5 引腳裸焊盤 QFN 和 24 引腳 外露墊 TSSOP。LTC24 是 針對功率 MOSFET 進行了優化 需要 3862V 柵極驅動,而 LTC5-3862 專為 1V 柵極而設計 驅動場效應管。
LTC3862 采用一個固定頻率、 峰值電流模式控制 驅動接地參考的拓撲結構 功率 MOSFET,每個都有電流 源中的檢測電阻。這 使用精密跨導 (克m) 誤差放大器允許 環路補償并促進 多個 IC 的并聯連接 多相應用。操作 頻率可編程 從 75kHz 到 500kHz,使用單個 電阻和鎖相環允許 要同步的開關頻率 到外部時鐘通過 50kHz 至 650kHz 范圍。
A 24V、5A 汽車音響電源
當今的高端汽車音響系統 需要很大的動力來驅動 內部超過七個揚聲器 乘客艙。高 頻率揚聲器,如高音揚聲器 通常非常有效,但效率低 頻率驅動器,如低音炮 需要強大的功率才能實現 高音量。除了需要 對于大功率,汽車音響系統 應該對以下變化免疫 電池電壓。這些要求 可以通過使用 用于電源的升壓轉換器 放大 器。圖 1 顯示了一個 2 相, 24V/5A輸出音頻電源 由汽車電池供電,以及 圖2顯示了效率曲線 對于此轉換器。
圖1.120W 2相24V/5A輸出汽車音響電源。
圖2.120W汽車音頻電源的效率和功率損耗與負載電流的關系。
帶操作的兩相設計 2kHz的頻率允許使用 輸出電容明顯更小 和電感器比單相 設計。保持輸出紋波 電壓低于300mV峰峰值和 滿足有效值紋波電流需求, 兩個 60μF、100V 的組合 鋁電解電容器是 與四個 35μF 并聯連接, 10V 陶瓷電容器。50.4μH, 2.10A 電感器 (CDEP6-145R4) 選擇勝美達電感器是因為其高飽和額定電流和表面 安裝包設計。
MOSFET 是 Vishay Si7386DP,在 VGS = 10V 時的最大 RDS(ON) 為 7mΩ,在 VGS = 4.5V 時的最大 RDS(ON) 為 9.5mΩ。安森美半導體的35V、8A肖特基器件(MBRD835L)具有表面貼裝能力和小尺寸。應該注意的是,像這樣的轉換器的輸出電流可以通過添加額外的功率級和控制器輕松調整,而無需修改基本設計。
出色的通道到通道 電流匹配確保 平衡散熱設計
為了提供最佳的渠道到渠道 電感電流匹配, LTC3862 專為使 來自輸出的傳遞函數 誤差放大器(ITH引腳)到誤差放大器 電流比較器輸入(檢測和檢測+–引腳)精確到 可能。規范為 最大電流檢測閾值為 75mV和通道間 (VSENSE1 – VSENSE2) 不匹配規范 在 –10°C 至 40°C 范圍內為 ±150mV 溫度范圍。這優秀 匹配確保電感平衡 電流和熱穩定設計, 即使有多個調節器以菊花鏈形式連接 一起。圖3顯示了電感電流的匹配程度 用于汽車音頻電源期間 加載步驟。
圖3.負載階躍中的電感電流波形顯示了負載均分通道之間的精確電流匹配。
恒定頻率 在廣泛的范圍內操作 負載電流范圍
恒頻操作簡化 輸入輸出濾波器的任務 設計,并防止電源 在輕負載時變得可聽見。在 重載,電感電流 通常連續(CCM),如圖所示 在圖 4 中。輕負載時,電感器 電流將變為不連續 (DCM), 如圖 5 所示。當負載 電流降至可支持水平以下 通過 轉換器(約180ns), 控制器將開始跳過周期 以保持輸出調節,如圖6所示。這是正常的 不會導致的操作條件 系統中的任何問題,只要 峰值電感電流很低。
圖4.重載時的電感電流和開關節點電壓波形,連續導通模式(CCM)。
圖5.輕負載、非連續導通模式 (DCM) 下的電感和開關節點電壓波形。
圖6.輕負載時的電感和開關節點電壓波形(脈沖跳躍)。
一般來說,負載電流越低 在脈沖跳躍開始時越好,因為頻率恒定 操作一直保持到此 門檻。在圖6中,開始 脈沖跳躍發生在相對 低至最大負載電流的0.2%。
對于同步的系統 需要外部時鐘, LTC3862 包含一個鎖相環 (相環)。圖 7 說明了開關 具有外部同步的波形 施加到同步引腳的信號。
圖7.利用鎖相環將 LTC3862 同步至一個外部時鐘。
強大的柵極驅動器和 高電流內部 LDO 完成套餐
在高輸出電壓系統中,開關 功率 MOSFET 中的損耗可以 有時超過導通 損失。為了減少開關 盡可能多地損失, LTC3862 集成了強大的柵極 司機。PMOS上拉晶體管 具有典型的 RDS(ON)2.1Ω,以及 NMOS下拉晶體管具有 一個典型的RDS(ON)0.7Ω。另外 為了降低開關損耗,這些 強大的柵極驅動器允許兩種電源 MOSFET 在高電流下為每個通道并聯連接 應用。
為了簡化操作 單電源系統,LTC3862 包括一個 5V 低壓差穩壓器 (LDO) 可支持輸出電流 高達 50mA。PMOS 的使用 輸出晶體管確保完整的 電源電壓可用于驅動 低電源下的功率MOSFET 條件,例如在汽車期間 冷啟動。欠壓 鎖定電路檢測LDO何時 輸出電壓降至 3.3V 以下和 關閉柵極驅動器,從而 保護功率 MOSFET 免受 低 V 開關一般事務人員.
LTC3862 能夠運作 在 4V 至 36V 輸入電壓范圍內, 使其適用于各種 的升壓應用。
低排放柴油 注入:8.5V–28V 輸入, 72V、1.5A 輸出升壓
未來的低排放柴油 燃油噴射系統需要更多 精確、快速地驅動 噴油器比他們的汽油 同行。升壓 的系統是一種簡單的方法來實現 通過增加 di/dt 實現快速驅動 執行器,因為儲存的能量 在電容器上是 CV2/2.提升 汽車電池電壓從13V到72V顯著 增加 di/dt,使 更快的驅動速度。的驅動 噴油器通常排出電源 電容由10V–20V,之后 升壓轉換器為輸出充電 電容至72V。圖 8 對此進行了說明 8.5V至28V輸入,72V/1.5A輸出 兩相升壓轉換器。圖 2 說明了 模擬的加載步驟 注射器。
圖9.柴油噴油器執行器電源的負載階躍波形。
該電源的工作在 300kHz 的開關頻率下,以降低開關損耗,并使用一個 57.8μH、5A 電感器 (PA2050-583)。本應用選擇了80V瑞薩HAT2267H MOSFET,以便在72V輸出之上提供足夠的保護帶。MOSFET 在 VGS = 10V 時的最大 RDS(ON) 為 13mΩ。Diodes Inc 表面貼裝二極管 (B3100) 被選為 3A 輸出電流水平。兩個 47μF、100V 電解電容器和六個 2.2μF、100V 低 ESR 陶瓷電容器的組合用于將輸出紋波降至 100mV 峰峰值以下,并滿足 RMS 紋波電流要求。
一個 4 相、5V 輸入、 12V/15A 輸出, 工業電源
圖 10 說明了一個工業 轉換 5V 輸入的電源 至 12V 輸出,電流高達 15A 負載電流。使用四個階段 大大簡化了選擇的任務 功率組件,并減少 輸出紋波顯著。圖11顯示了此電路的啟動波形 轉爐。圖 12 顯示了負載 步進波形。
圖 11.4相、12V/15A工業電源的電源啟動波形。
圖 12.4相、12V/15A工業電源的負載階躍波形。
可實現多相操作 使用相位模式,同步 和 CLKOUT 引腳。相位模式 引腳控制相位關系 在門 1 和門 2 之間,如 以及 GATE 1 和 CLKOUT 之間。 主站的 CLKOUT 引腳 控制器已連接到同步 從機的引腳,其中相位鎖定 循環可確保正確同步。 相位模式引腳可用于 程序 2、3、4、6 和 12 相 操作。
48V/5A 演示電路
DC1286A演示電路 電路板專為高功率應用而設計, 提供 48V/5A 輸出 使用 GN24 包選項 LTC3862 或 LTC3862-1。6層 PCB 設計確保正確布線 SENSE 線,并表現出最小的 即使在 50% 占空比下也會抖動。運動員 提供以輕松更改 空白時間、相位、最大占空比、 和斜率補償。有 可選的板載 12V V在供應 為 IC 和組件供電 占用空間提供使用靈活性 各種電感器、MOSFET 和 二極管。
圖 13.48V/5A輸出,大功率演示電路。
結論
LTC?3862 是一款多功能控制 IC 針對各種升壓進行了優化 直流/直流轉換器應用。其 靈活、高性能的操作 和三種方便的包裝選項 使優化效率成為可能, 電源的尺寸和重量, 同時保持總組件和 制造成本低。
審核編輯:郭婷
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