通過LTC3863反相DC/DC控制器簡化電源設(shè)計

有幾種方法可以從正電壓源產(chǎn)生負(fù)電壓，包括使用變壓器或兩個電感器和/或多個開關(guān)。然而，沒有一個像使用LTC3863那么容易，LTC3863的簡單性優(yōu)雅，輕載時效率更高，與替代解決方案相比減少了部件數(shù)量。

高級控制器功能

LTC3863可在3.5V至60V的正輸入范圍內(nèi)產(chǎn)生-0.4V至-150V的負(fù)輸出電壓。它采用單電感器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有一個有源P溝道MOSFET開關(guān)和一個二極管。高集成度產(chǎn)生簡單，低部件數(shù)的解決方案。

LTC3863提供出色的輕載效率，在用戶可編程突發(fā)模式操作中僅消耗70μA靜態(tài)電流。其峰值電流模式，恒定頻率PWM架構(gòu)提供電感電流的正控制，簡單的環(huán)路補(bǔ)償和出色的環(huán)路動態(tài)。開關(guān)頻率可通過外部電阻設(shè)置在50kHz至850kHz之間，并可與75kHz至750kHz的外部時鐘同步。 LTC3863提供可編程軟啟動或輸出跟蹤。安全功能包括過壓，過流和短路保護(hù)，包括頻率折返。

-5.2V，1.7A轉(zhuǎn)換器工作在4.5V至16V電源

圖1所示電路從4.5V-16V輸入產(chǎn)生-5.2V，1.7A輸出。操作類似于反激式轉(zhuǎn)換器，當(dāng)開關(guān)打開時將電能存儲在電感中，并在開關(guān)關(guān)閉時通過二極管將電能釋放到輸出，除了使用LTC3863，不需要變壓器。為了防止輸出短路時由于最小導(dǎo)通時間而導(dǎo)致的過大電流，當(dāng)輸出小于標(biāo)稱值的一半時，控制器會折回開關(guān)頻率。

LTC3863可以是編程進(jìn)入高效突發(fā)模式操作或輕負(fù)載脈沖跳躍。在突發(fā)模式操作中，控制器指示較少的較高電流脈沖，然后根據(jù)負(fù)載進(jìn)入低電流靜止?fàn)顟B(tài)一段時間。在脈沖跳躍模式下，LTC3863在輕負(fù)載時跳過脈沖。在這種模式下，調(diào)制比較器可以保持跳閘幾個周期并迫使外部MOSFET保持關(guān)斷，從而跳過脈沖。與突發(fā)模式操作相比，該模式具有較小輸出紋波，較低可聽噪聲和較低RF干擾的優(yōu)點(diǎn)，但效率較低。該電路適用于電路板兩側(cè)約0.5in2（3.2cm2）的元件。

圖2顯示了5V輸入時的開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓，電感電流和紋波波形以及1.7時的-5.2V輸出。一個。當(dāng)PMOSFET導(dǎo)通時，電感器充電（電流上升），當(dāng)PMOS關(guān)斷時，電感器通過二極管放電到輸出。圖3顯示了脈沖傳感模式下70mA輸出時的相同波形。注意當(dāng)電感電流達(dá)到零時，開關(guān)節(jié)點(diǎn)如何在0V附近振鈴。當(dāng)電流達(dá)到零時，有效時段停止。圖4顯示了啟用突發(fā)模式操作的相同負(fù)載條件。在此工作點(diǎn)，功耗降低了31％，效率從74％提高到80.5％。在12V輸入時，耗散量減少45％甚至更加顯著。

高效率

圖5顯示了脈沖跳躍和突發(fā)模式操作的效率曲線。在1.7A負(fù)載和12V輸入時，可實(shí)現(xiàn)85.2％的出色效率。請注意突發(fā)模式操作如何在負(fù)載小于0.2A時顯著提高效率。輕負(fù)載時的脈沖跳躍效率仍遠(yuǎn)高于連續(xù)傳導(dǎo)時的脈沖跳躍效率。

結(jié)論

LTC3863簡化了轉(zhuǎn)換器的設(shè)計，從正電源產(chǎn)生負(fù)輸出。它外觀簡潔，效率高，只需要幾個便宜的外部組件。