作者：Victor Khasiev ADI 高級應用工程師
簡(jiǎn)介
LTC7803是ADI公司開(kāi)發(fā)的一款同步降壓型控制器，可簡(jiǎn)化高性能電源的設計。這款控制器具有以下主要特性：集成低阻抗柵極驅動(dòng)器，能夠切換N通道MOSFET，從而降低整體轉換器成本，提高效率；極低工作靜態(tài)電流(5 µA)；40 V寬輸入/輸出電壓范圍；100 kHz至3 MHz的極高可編程開(kāi)關(guān)頻率范圍；檢測電阻或DCR檢測可進(jìn)一步提升效率；以及100%占空比。另外支持Spread Spectrum®（擴頻）操作。LTC7803在±15%范圍內調節開(kāi)關(guān)頻率，這可簡(jiǎn)化EMI合規要求并降低EMI濾波器成本。
電氣原理圖和功能
降壓型轉換器的電氣原理圖如圖1所示。該轉換器從5 V至38 V輸入軌提供3.3 V電壓和20 A。電驅動(dòng)系統包括MOSFET Q1至Q4、電感L1和輸入/輸出濾波器電容。MODE引腳和跳線(xiàn)JP1定義強制連續導通、跳脈沖或Burst Mode®（突發(fā)模式）操作。每種操作模式都各有優(yōu)缺點(diǎn)。在FCM中，整個(gè)輸出電流范圍內的低輸出紋波以犧牲輕負載下的效率為代價(jià)。突發(fā)模式可在輕負載或無(wú)負載下提供高效率，但輕負載下的輸出電壓紋波更高。
LTC7803的另一個(gè)優(yōu)勢是能夠與外部時(shí)鐘同步，從而可避免主機系統中不同頻率相互作用造成干擾問(wèn)題。跳線(xiàn)JP2 (FREQ SET)允許在固定頻率之間選擇、同步到外部時(shí)鐘或進(jìn)行擴頻操作。請注意，如果選擇突發(fā)模式（MODE引腳連接至GND）并激活同步功能（PLLIN/Spread引腳上的時(shí)鐘脈沖），則控制器在FCM中運行。從實(shí)際的角度來(lái)說(shuō)，在這種情況下最好使用脈沖跳躍模式。脈沖跳躍模式（通過(guò)100 kΩ電阻將MODE引腳連接至INTVCC）在輕負載下提供的效率要比FCM高得多。
圖1.基于LTC7803的轉換器電氣原理圖，VIN為5 V至38 V，VOUT為3.3 V（20A時(shí)）
效率和擴頻操作
圖2顯示了突發(fā)模式下具有不同輸入電壓的轉換器效率。
圖2.脈沖跳躍和突發(fā)工作模式下的轉換器效率
圖3所示的DC2834A演示板用于LTC7803評估。圖4顯示DC2834在滿(mǎn)載下的熱圖像。
圖3.DC2834A演示板
擴頻操作是LTC7803的一個(gè)重要優(yōu)勢。該特性大幅降低了轉換器的輻射和傳導噪聲，并顯著(zhù)簡(jiǎn)化了整個(gè)系統對EMI標準的合規要求。圖5比較了在CISPR 25 5類(lèi)限制下，有擴頻操作和無(wú)擴頻操作的兩次傳導EMI掃描結果。
圖4.在自然對流冷卻、沒(méi)有空氣流動(dòng)的情況下，
VIN為12 V、VOUT為3.3 V，電流為20 A時(shí)，轉換器的熱圖像
圖5.在CISPR 25 5類(lèi)限制下啟用和禁用擴頻操作（固定頻率）的傳導EMI掃描結果
結論
低IQ同步降壓型控制器LTC7803可顯著(zhù)簡(jiǎn)化高效率功率轉換器設計。它能夠在各種輸入/輸出電壓下工作，并具有出色的瞬態(tài)響應性能。LTC7803具有一些極重要的特性，如突發(fā)模式和擴頻操作，進(jìn)一步提高了效率和EMI標準合規性。
作者簡(jiǎn)介
Victor Khasiev是ADI公司的高級應用工程師，在AC/DC和DC/DC轉換的電力電子領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗。他擁有兩項專(zhuān)利，并撰寫(xiě)了多篇文章。這些文章涉及ADI半導體器件在汽車(chē)和工業(yè)應用中的使用，包括升壓、降壓、SEPIC、正到負、負到負、反激式、正激式轉換器和雙向備用電源。他持有高效功率因數校正解決方案和先進(jìn)的柵極驅動(dòng)器相關(guān)專(zhuān)利。Victor樂(lè )于為ADI客戶(hù)提供支持，解答有關(guān)ADI產(chǎn)品、電源原理圖設計和驗證、印刷電路板布局、故障排查等問(wèn)題并參與測試最終系統。
