利用單個轉換器IC輕松將12V升壓至140V

從低得多的電壓產生高電壓給經典的單級升壓拓撲帶來了許多挑戰(zhàn)。例如，升壓控制器的最大占空比限制可能不允許所需的升壓比。即使如此，在高占空比下效率通常也會急劇下降。通過選擇不連續(xù)工作模式可以縮短占空比，但這會導致高峰值輸入電流、更高的損耗和EMI挑戰(zhàn)。

單升壓轉換器的替代方案是兩級升壓轉換器，其中第一級產生中間電壓，第二級升壓至最終高電壓?？衫脝蝹€控制器 IC 生產兩級轉換器，例如 LTC3788，這是一款高性能 2 相雙輸出同步升壓控制器，可驅動所有 N 溝道功率 MOSFET。

LTC3788 的配置可使得第一個升壓級利用其同步整流功能，從而最大限度地提高了效率、降低了功率損耗并簡化了熱要求。使用同步整流時，該控制器的最大輸出電壓為60V。如果需要大于60V，第二級可以設計為異步運行，如下所述。

2 級升壓從 12V 產生 140V

圖 1 中的框圖示出了采用 2 級升壓配置的 LTC3788。此框圖還揭示了在此設計中必須遵守的一些注意事項：

第一級（Q1，CINT）的輸出連接到第二級（RS2，L2）的輸入。第一級的輸出不應超過40V，因為SENSE引腳的最大絕對額定值為40V。

5V 柵極驅動電壓適用于邏輯電平 MOSFET，但不適用于高壓標準 MOSFET，典型柵極電壓為 7V 至 12V。由BG2信號控制的外部柵極驅動器DR可用于驅動高壓標準MOSFET。

為了產生高于最大限值60V的輸出電壓，同步整流MOSFET被單個二極管D1取代。

圖 2 顯示了完整的解決方案。晶體管Q1、Q2和電感L1組成第一級，產生38V的中間總線電壓。第一階段采用同步整流以實現(xiàn)最大效率。第一級的輸出作為輸入連接到第二級，由Q3、D1、L2組成。第二級輸出在1A時產生140V。

晶體管 Q3 是標準電平 MOSFET，由 LTC4440 驅動。這里，基于晶體管Q4的LDO偏置柵極驅動器，但可以改用開關穩(wěn)壓器（例如圍繞LTC3536構建的開關穩(wěn)壓器）來進一步提高整體效率。

該解決方案具有 3V 至 36V 的輸入電壓范圍，標稱值為 12V。為了降低元件的熱應力，當輸入電壓降至10V以下時，應降低輸出電流。圖3顯示了實測效率，圖4顯示了啟動波形。V 顯示效率為 93%在= 24V，140V輸出負載范圍為0.4A至1A。該轉換器可以在沒有氣流的情況下滿載運行。

結論

LTC?3788 是一款高性能 2 相雙輸出同步升壓型控制器，適合于高功率、高電壓應用。其雙路輸出可串聯(lián)使用，以實現(xiàn)對高電壓的極高升壓比。

審核編輯：郭婷