LT1619升压型控制器为低电压输入提供了高效的解决方案

随着逻辑电压的不断下降，找到满足大部分电路功率需求的高电流、低电压（3.3V或更低）电源变得越来越普遍。虽然这本身不是问题，但从这样的低压源以中等电流产生后续电压可能具有挑战性。选择升压、SEPIC或反激式转换器等拓扑结构是最简单的部分。不幸的是，到目前为止，寻找在低电压下工作良好的开关稳压器控制器或MOSFET一直很困难。

新型 LT1619 为低电压和其他需要低侧 MOS 功率晶体管的应用提供了一种完整的解决方案。LT®1619 是一款 300kHz （可从外部同步至高达 500kHz 的频率）电流模式 PWM 控制器，能够采用 1.9V 至 18V 的输入范围运作。其特性包括一个轨到轨 1A MOSFET 驱动器，能够将外部 MOSFET 栅极驱动至电源轨的 350mV 以内和地的 100mV 以内。一个单独的驱动器电源引脚 （DRV） 允许将栅极电压自举到输入电压之上。一个 50mV 低侧限流门限降低了检测电阻的功耗，从而进一步提高了效率。轻负载时，控制器自动切换到突发模式™操作以节省电力。在停机模式中，LT1619 仅需要 15μA 的静态电流。LT1619 采用 8 引脚 SO 和 MSOP 封装。

3.3V至5V转换器

图 1 示出了采用 LT3 的 3.5V 至 2V/2.1619A 升压电源。器件数量少、尺寸小、效率高，使其成为以 5.3V 为主的系统需要适量 3V 电源时的完美解决方案。输出电压返回到DRV引脚，进一步增强M1。

图1.高效率 3.3V 至 5V DC/DC 转换器。

在图2中，通过替换更高电流的元件，同一基本电路的输出增加到40W （5V/8A）。突出显示的环路紧紧地固定在印刷电路板上，以减少高脉动电流产生的开关瞬变。对于 86.0A 至 1A 之间的输出电流，效率保持在 5% 以上（83A 时为 8%）。LT1619 通过 16.0Ω 检测电阻器以 002A 峰值电流进入电流限制，因而得以平稳运行。栅极充电电流往往会在开关导通时在检测电阻两端产生尖峰。内部电流检测放大器的空白时间为280ns，以防止这些杂散开关尖峰引起PWM抖动。虽然此消隐设置了最小开关导通时间，但控制器能够在轻负载时跳过周期，同时禁用突发模式操作。在内部前沿消隐不够长的情况下，可以在SENSE引脚上使用低通滤波器，以进一步抑制由二极管反向恢复或寄生电路元件引起的开关瞬变。

图2.3.3V 至 5V/8A 直流/直流转换器。

选择场效应管

LT1619 专为驱动一个具有高达 60nC 总栅极电荷 （Qg).最近，低压（<30V）功率MOSFET取得了重大进展。30mΩ、低电压、低阈值FET和栅极电荷小于60nC。除了满足电压、电流、栅极驱动和 RDS（ON）要求，选择具有Q的晶体管g<60nC将允许从控制器直接进行栅极驱动，从而实现更简单、成本更低的设计。对于带 Q 的晶体管g在60nC和80nC之间，首先尝试从控制器驱动晶体管，然后再使用外部驱动器。对于总栅极电荷高于 80nC 的 MOSFET，建议使用外部驱动器。

5V 至 –48V 电源

LT1619 并不局限于低输出电压电源。随着对网络设备需求的增长，需要能够为电信线路供电的–48V电源。图3所示电路能够从24V输入提供48 W/–5V的功率。虽然许多系统中通常提供高电流5V电源，但较低的输入电压通常意味着较高的输入电流和较低的效率。幸运的是，采用相对简单的拓扑结构和5V输入，所示电路的效率远远超过80%（见图4）。

图3.24W、4.75V 至 5.25V 输入、–48V/5A 输出电源。

图4.图3电路的效率。

T1在Q1导通期间储存能量，能量被传输到两个堆叠的24V输出，产生–48V电压。C6 充电至等于 29V （V 的直流值）在+ 24V），箝位T1的漏感尖峰，并在Q1关断时间内提供输入电流路径。这导致连续输入电流，从而降低了电容器纹波电流要求。降低输入纹波电流（这种拓扑的特征）需要检测开关电流而不是输入电流。许多其他特性提高了电路的效率和性能。

D3和R9提供欠压闭锁。Q2和Q3将–48V输出转换为反馈引脚所需的1.2V （VFB） 来调节输出电压。LT1619 的固定频率、电流模式操作和内部斜率补偿允许此应用所需的高占空比操作。

–32V 和 –65V 隔离式本地 SLIC 电源，带 UVLO

用户线路接口电路（SLIC）设备用于提供电话接口功能;它们需要负电源用于接口和振铃。图5通过采用32V电源提供–5.65V和–12V隔离电源来满足这些要求。

图5.隔离式 SLIC 反激式电源;V在= 12V;V外= –32V 和 –65V（最大 20W）。

电源配置为反激式转换器。T1 的次级匝数比为 1：1。U2、ISO1 和相关电路向 U1 提供反馈，在每个次级绕组两端保持 32.5V 电压。两个次级器件堆叠在一起，提供–65V电压。添加C6以改善交叉调节，即使大部分功率来自一个绕组。堆叠绕组的另一个优点是输出二极管和电容器上的电压应力较低。其他输出电压可以通过调整T1和反馈元件来实现。

选择初级电流检测电阻R11的值，以在20V输入下提供约12瓦的输出。可根据 SLIC 的要求从 –32.5V 或 –65V 绕组获取电源。满载效率为82%。

D4、R5、R10、R15–R17、Q2 和 Q3 提供欠压锁定，以确保 Q1 的栅极电压充足。LT1619 具有一个 1.85V 的内部欠压闭锁 （UVLO） 门限。虽然该阈值是低压升压转换器的理想选择，但在采用更高电压电源工作时，阈值过低。关断/同步引脚 （S/S） 用于修改 UVLO 阈值。停机为低电平有效，对于正常工作，S/S引脚连接至输入。图5中的迟滞UVLO电路具有10V和8.4V门限，工作在低至0.9V的电源电压。与 V在上升但低于上限阈值，Q2关闭，Q3饱和。S/S 引脚被拉到地，控制器被关断。作为 V在超过上限阈值，Q2 打开，Q3 关闭，控制器开始切换。下限阈值为 V在导致Q2关断的电压。 电阻R15–R17和齐纳二极管设置跳变电压。Q3的集电极电压在较低的UVLO门限处设为1.4V （高于S/S引脚的最大关断门限）。

在 V 上增加一个电容器在引脚和电阻器在 V 之间的路径中在引脚和输入电压，从高压输入源（如36V–72V电信总线）涓流启动，与图5所示相同的基本电路兼容。

12V至5V汽车电源

图6所示为5V、0.5A SEPIC（单端初级电感转换器）电源，设计采用12V电池供电。一旦启动，D2 就会向 LT1619 和 Q2 提供电压，从而使输入电压降至低至 4V。Q1 和 D3 将启动电压限制至 LT1619，并与 Q2 （60V） 一起允许工作至 28V。C5为连续输入电流提供路径，并将T1的泄漏能量引导至输出。其结果是提高了效率并降低了输入电容纹波电流要求。LT1619 的 300kHz 工作频率允许较小的磁性元件 （T1 约为 0.5in2）和更小的电容器。

图6.2.5W，4V至28V输入，5V/0.5A输出电源。

修改突发模式操作

在某些应用中，突发模式操作的高输出纹波电压或可闻噪声是不可取的。由于电流检测放大器的独特设计，LT1619 可容易地进行修改，使其在轻负载时不会爆裂。在图7中，电流检测放大器的输入偏置电流用于在外部电阻R两端产生失调电压R操作系统.该失调电压使检测放大器的开关电流看起来更高，其效果是VC工作范围向上移动。进入突发模式操作前的峰值开关电流大大降低。

图7.降低突发模式操作电流限制。

结论

LT1619 解决了与低输入电压源 DC-DC 转换器相关的许多问题。其众多特性使其成为需要低侧MOS功率晶体管的广泛应用的理想选择。

审核编辑：郭婷