利用单个转换器IC轻松将12V升压至140V

从低得多的电压产生高电压给经典的单级升压拓扑带来了许多挑战。例如，升压控制器的最大占空比限制可能不允许所需的升压比。即使如此，在高占空比下效率通常也会急剧下降。通过选择不连续工作模式可以缩短占空比，但这会导致高峰值输入电流、更高的损耗和EMI挑战。

单升压转换器的替代方案是两级升压转换器，其中第一级产生中间电压，第二级升压至最终高电压。可利用单个控制器 IC 生产两级转换器，例如 LTC3788，这是一款高性能 2 相双输出同步升压控制器，可驱动所有 N 沟道功率 MOSFET。

LTC3788 的配置可使得第一个升压级利用其同步整流功能，从而最大限度地提高了效率、降低了功率损耗并简化了热要求。使用同步整流时，该控制器的最大输出电压为60V。如果需要大于60V，第二级可以设计为异步运行，如下所述。

2 级升压从 12V 产生 140V

图 1 中的框图示出了采用 2 级升压配置的 LTC3788。此框图还揭示了在此设计中必须遵守的一些注意事项：

第一级（Q1，CINT）的输出连接到第二级（RS2，L2）的输入。第一级的输出不应超过40V，因为SENSE引脚的最大绝对额定值为40V。

5V 栅极驱动电压适用于逻辑电平 MOSFET，但不适用于高压标准 MOSFET，典型栅极电压为 7V 至 12V。由BG2信号控制的外部栅极驱动器DR可用于驱动高压标准MOSFET。

为了产生高于最大限值60V的输出电压，同步整流MOSFET被单个二极管D1取代。

图 2 显示了完整的解决方案。晶体管Q1、Q2和电感L1组成第一级，产生38V的中间总线电压。第一阶段采用同步整流以实现最大效率。第一级的输出作为输入连接到第二级，由Q3、D1、L2组成。第二级输出在1A时产生140V。

晶体管 Q3 是标准电平 MOSFET，由 LTC4440 驱动。这里，基于晶体管Q4的LDO偏置栅极驱动器，但可以改用开关稳压器（例如围绕LTC3536构建的开关稳压器）来进一步提高整体效率。

该解决方案具有 3V 至 36V 的输入电压范围，标称值为 12V。为了降低元件的热应力，当输入电压降至10V以下时，应降低输出电流。图3显示了实测效率，图4显示了启动波形。V 显示效率为 93%在= 24V，140V输出负载范围为0.4A至1A。该转换器可以在没有气流的情况下满载运行。

结论

LTC®3788 是一款高性能 2 相双输出同步升压型控制器，适合于高功率、高电压应用。其双路输出可串联使用，以实现对高电压的极高升压比。

审核编辑：郭婷