高壓降壓控制器以最少的元件數(shù)量提供高功率

LTC?3824 是一款非同步降壓型控制器，可接受 4V 至 60V 的輸入，并且在存在大輸入瞬態(tài)電壓的情況下具有魯棒性（圖 1）。在突發(fā)模式操作中，該器件僅吸收 40μA 的靜態(tài)電流，從而延長(zhǎng)了電池供電型應(yīng)用的運(yùn)行時(shí)間。為了應(yīng)對(duì)汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用中的寬溫度范圍，LTC3824 采用耐熱性能增強(qiáng)型 10 引腳 MSE 封裝。

圖1.無(wú)論輸入電壓如何大幅擺動(dòng)，輸出電壓均保持穩(wěn)定。

12V/2A，寬輸入電壓范圍

典型的 LTC3824 應(yīng)用 （圖 2） 可提供高達(dá) 2A 的連續(xù)負(fù)載電流，并在 90A 時(shí)提供高達(dá) 1% 的效率 （圖 3）。堅(jiān)固的 2A、8V 柵極驅(qū)動(dòng)器適用于工業(yè)高壓 P 溝道 MOSFET。通過(guò)使用 P-FET 作為主開(kāi)關(guān)，控制器能夠工作高達(dá) 100% 的占空比，并且不需要 N 溝道降壓穩(wěn)壓器中的升壓電容器和二極管。這意味著，每當(dāng)輸入電壓降至編程輸出電壓以下時(shí)，輸出電壓就會(huì)平穩(wěn)地跟隨輸入電壓（降低I2通過(guò)檢測(cè)電阻、P-FET 和電感的 R 損耗）（圖 4）。LTC3824 的電流模式架構(gòu)以極少的補(bǔ)償組件提供了卓越的線(xiàn)路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。輸入電流通過(guò)與P-FET串聯(lián)的電阻器持續(xù)檢測(cè)，從而提供精確的電流限制以及快速過(guò)壓和短路保護(hù)。

圖2.典型的LTC3824應(yīng)用。

圖4.當(dāng)輸入電壓降至編程輸出電壓以下時(shí)，輸出電壓平穩(wěn)地跟蹤輸入電壓。

兩種操作模式

LTC3824 的 SYNC/MODE 引腳允許用戶(hù)在工作模式之間進(jìn)行選擇，以提高輕負(fù)載條件下的效率。如果引腳保持開(kāi)路或保持在2V以上，該器件將在編程電流限值的約1/3時(shí)開(kāi)始突發(fā)模式操作。在突發(fā)模式操作期間，跳過(guò)開(kāi)關(guān)周期以減少開(kāi)關(guān)損耗，這對(duì)于延長(zhǎng)移動(dòng)應(yīng)用中的電池壽命尤其重要。將外部時(shí)鐘接地或施加到SYNC/MODE引腳會(huì)強(qiáng)制控制器在輕負(fù)載時(shí)進(jìn)入脈沖跳躍模式。在脈沖跳躍模式下，突發(fā)箝位設(shè)置為零電流，這會(huì)將最小峰值電感電流限制在由控制環(huán)路的最小導(dǎo)通時(shí)間設(shè)定的水平。雖然脈沖跳躍模式在非常輕的負(fù)載下不如突發(fā)模式操作高效，但它降低了V外在恒定頻率下工作時(shí)產(chǎn)生紋波，從而減少無(wú)線(xiàn)電和音頻范圍內(nèi)可能的噪聲，并簡(jiǎn)化噪聲過(guò)濾。工作頻率可由單個(gè)電阻器 R 進(jìn)行設(shè)置設(shè)置，或者它可以同步到200kHz至600kHz的外部時(shí)鐘。同步有助于集成到使用其他開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的應(yīng)用中。

基本的軟啟動(dòng)、短路和過(guò)壓保護(hù)

LTC3827 包括一個(gè)可編程軟起動(dòng)時(shí)間，該時(shí)間只需要在 SS 引腳和地之間接一個(gè)外部電容器。在高輸入電壓下，相對(duì)較大的電容器可防止啟動(dòng)期間的浪涌電流。這反過(guò)來(lái)又防止了輸出過(guò)壓和V突然下降在，這在極端情況下可能會(huì)迫使 LTC3824 低于其 4V 欠壓閉鎖。軟啟動(dòng)期間，SS 引腳上的電壓 V黨衛(wèi)軍，作為控制輸出電壓斜坡上升的基準(zhǔn)電壓。V的有效范圍黨衛(wèi)軍斜坡上升期間為 0V 至 0.8V。輸出達(dá)到編程電平的典型時(shí)間由所選軟啟動(dòng)電容和SS引腳的7μA上拉電流決定：T黨衛(wèi)軍= （C ? 0.8V）/7μA。

短路和過(guò)壓保護(hù)設(shè)計(jì)用于即使在極端條件下也能保持 LTC3824 正常工作。正常工作時(shí)，反饋電壓VFB被調(diào)節(jié)至 0.8V。如果 VFB當(dāng)降至 0.5V 以下時(shí)，LTC3824 的開(kāi)關(guān)頻率將折疊回 50kHz，前提是電感器電流在 MOSFET 的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)上升得過(guò)快。通過(guò)為電感電流放電提供額外的時(shí)間，可以避免失控。過(guò)壓比較器監(jiān)視 V 時(shí)的電壓FB，并在發(fā)生過(guò)沖時(shí)調(diào)整 VC電壓向下，保持 MOSFET 關(guān)閉。在輕負(fù)載突發(fā)模式操作期間，過(guò)壓保護(hù) （OVP） 閾值降低，從而導(dǎo)致周期被跳過(guò)。當(dāng)負(fù)載電流增加時(shí)，OVP閾值上升。該方案在保持保護(hù)的同時(shí)，確保最嚴(yán)格的輸出電壓調(diào)節(jié)。

結(jié)論

LTC?3824 是一款高電壓降壓型控制器，具有適用于許多精密工業(yè)和汽車(chē)系統(tǒng)的基本功能。它采用纖巧型耐熱性能增強(qiáng)型 10 引腳 MSE 封裝（圖 5）以節(jié)省空間，并且具有高度可配置性，包括與外部頻率源同步的能力、兩種輕負(fù)載操作模式以及可編程軟啟動(dòng)和電流限制。

圖5.LTC3824 采用小型、耐熱性能增強(qiáng)型 MSE 封裝。

審核編輯：郭婷