用于汽車和工業(yè)裝置的高效同步SEPIC

LT?8711 是一款 DC-DC 控制器，支持同步降壓、升壓、單端初級電感轉換器 （SEPIC） 和 ZETA 拓撲或異步降壓-升壓拓撲。ADI公司提供多種同步降壓和升壓轉換器和穩(wěn)壓器，但同步SEPIC拓撲很少見。然而，SEPIC拓撲是有用的，因為它支持穩(wěn)定的輸出電壓電平，即使輸入電壓遠低于輸出或上升到遠高于輸出。此功能在汽車電子設備中是必不可少的，尤其是在冷啟動和負載突降期間，以及在工業(yè)應用中，由于長電源線和工廠設置中的掉電。石油和天然氣設備可以通過使用SEPIC轉換器從多個不同的電源提供關鍵負載來提高可靠性，如果一個電源發(fā)生故障，SEPIC可以使用另一個電源來支持負載，即使輸入處于不同的電壓電平。

電路描述和功能

圖1顯示了使用LT8711的同步SEPIC轉換器的原理圖，該轉換器控制由以下部分組成的動力傳動系：

兩個非耦合電感器：L1 和 L2

調(diào)制 N 溝道 MOSFET，MN1，由引腳 BG 驅動

兩個同步 P 溝道 MOSFET（MP1 和 MP2），由引腳 TG 驅動

去耦電容 C1、C2 和 C3

輸入和輸出濾波器

圖1.LT8711 的電氣原理圖，適用于 SEPIC 和降壓應用。

圖2顯示了輸入電壓為14 V的轉換器的效率。同步方案保持高效率，峰值時達到93.4%。圖3和圖4顯示了輸入電壓低于和上升到輸出上方時的輸出調(diào)節(jié)，輸出電壓保持穩(wěn)定。

圖2.LT8711 SEPIC的效率。

圖3.冷啟動事件模型。電源軌電壓V在從 15 V 降至 6 V，但 V外在 12 V 時保持穩(wěn)定。

圖4.負載突降的模型。電源軌電壓從 10 V 上升到 20 V，但 V外保持監(jiān)管。

標準演示電路DC2493A經(jīng)過重新設計，將輸出電流從4 A增加到6 A。MOSFET MN1 和 MP1 以及電感 L2 被圖 1 所示的元件取代。

使用改進的演示電路DC2493A來評估該設計。修改后的電路板的熱圖像如圖5所示。類似解決方案的LTspice模型可在LT8711演示電路中找到。有關選擇SEPIC動力總成組件的詳細建議，請參見LT8711數(shù)據(jù)手冊。?

圖5.DC2493A 和運行中的 SEPIC 的熱圖（V在14 V， V外12 A 時為 6 V）。最熱的成分是77°C時的MNI。

以下是峰值電壓和電流的基本表達式，用于理解此拓撲的功能。

IL1 = IIN + ΔIL1

IL2 = IOUT + ΔIL2

VBG = VTG = VIN + VOUT

ITG = IBG = IIN + IOUT + ΔI/2

結論

LT8711 是一款多功能、靈活的控制器，專為同步降壓、升壓、SEPIC、ZETA 和異步降壓-升壓轉換器而設計。特別是，同步SEPIC可用于產(chǎn)生位于輸入電壓范圍中間位置的高效輸出，這對于汽車和工業(yè)應用尤為重要。

審核編輯：郭婷