2相、非同步升压控制器简化了高电压、高电流电源的设计-电子发烧友网

由于对高的需求不断增加汽车中的电源升压电源和工业应用，凌力尔特推出的凌力尔特 LTC3862 系列两相，单输出非同步升压直流/直流控制器。The LTC2 提供灵活、高性能升压控制器在三个方便封装选项：GN3862，24 毫米× 5 毫米 5 引脚裸焊盘 QFN 和 24 引脚外露垫 TSSOP。LTC24 是针对功率 MOSFET 进行了优化需要 3862V 栅极驱动，而 LTC5-3862 专为 1V 栅极而设计驱动场效应管。

LTC3862 采用一个固定频率、峰值电流模式控制驱动接地参考的拓扑结构功率 MOSFET，每个都有电流源中的检测电阻。这使用精密跨导（克m）误差放大器允许环路补偿并促进多个 IC 的并联连接多相应用。操作频率可编程从 75kHz 到 500kHz，使用单个电阻和锁相环允许要同步的开关频率到外部时钟通过 50kHz 至 650kHz 范围。

A 24V、5A 汽车音响电源

当今的高端汽车音响系统需要很大的动力来驱动内部超过七个扬声器乘客舱。高频率扬声器，如高音扬声器通常非常有效，但效率低频率驱动器，如低音炮需要强大的功率才能实现高音量。除了需要对于大功率，汽车音响系统应该对以下变化免疫电池电压。这些要求可以通过使用用于电源的升压转换器放大器。图 1 显示了一个 2 相， 24V/5A输出音频电源由汽车电池供电，以及图2显示了效率曲线对于此转换器。

图1.120W 2相24V/5A输出汽车音响电源。

图2.120W汽车音频电源的效率和功率损耗与负载电流的关系。

带操作的两相设计 2kHz的频率允许使用输出电容明显更小和电感器比单相设计。保持输出纹波电压低于300mV峰峰值和满足有效值纹波电流需求，两个 60μF、100V 的组合铝电解电容器是与四个 35μF 并联连接， 10V 陶瓷电容器。50.4μH， 2.10A 电感器（CDEP6-145R4）选择胜美达电感器是因为其高饱和额定电流和表面安装包设计。

MOSFET 是 Vishay Si7386DP，在 VGS = 10V 时的最大 RDS（ON）为 7mΩ，在 VGS = 4.5V 时的最大 RDS（ON）为 9.5mΩ。安森美半导体的35V、8A肖特基器件（MBRD835L）具有表面贴装能力和小尺寸。应该注意的是，像这样的转换器的输出电流可以通过添加额外的功率级和控制器轻松调整，而无需修改基本设计。

出色的通道到通道电流匹配确保平衡散热设计

为了提供最佳的渠道到渠道电感电流匹配， LTC3862 专为使来自输出的传递函数误差放大器（ITH引脚）到误差放大器电流比较器输入（检测和检测+–引脚）精确到可能。规范为最大电流检测阈值为 75mV和通道间（VSENSE1 – VSENSE2）不匹配规范在 –10°C 至 40°C 范围内为 ±150mV 温度范围。这优秀匹配确保电感平衡电流和热稳定设计，即使有多个调节器以菊花链形式连接一起。图3显示了电感电流的匹配程度用于汽车音频电源期间加载步骤。

图3.负载阶跃中的电感电流波形显示了负载均分通道之间的精确电流匹配。

恒定频率在广泛的范围内操作负载电流范围

恒频操作简化输入输出滤波器的任务设计，并防止电源在轻负载时变得可听见。在重载，电感电流通常连续（CCM），如图所示在图 4 中。轻负载时，电感器电流将变为不连续（DCM），如图 5 所示。当负载电流降至可支持水平以下通过转换器（约180ns），控制器将开始跳过周期以保持输出调节，如图6所示。这是正常的不会导致的操作条件系统中的任何问题，只要峰值电感电流很低。

图4.重载时的电感电流和开关节点电压波形，连续导通模式（CCM）。

图5.轻负载、非连续导通模式（DCM）下的电感和开关节点电压波形。

图6.轻负载时的电感和开关节点电压波形（脉冲跳跃）。

一般来说，负载电流越低在脉冲跳跃开始时越好，因为频率恒定操作一直保持到此门槛。在图6中，开始脉冲跳跃发生在相对低至最大负载电流的0.2%。

对于同步的系统需要外部时钟， LTC3862 包含一个锁相环（相环）。图 7 说明了开关具有外部同步的波形施加到同步引脚的信号。

图7.利用锁相环将 LTC3862 同步至一个外部时钟。

强大的栅极驱动器和高电流内部 LDO 完成套餐

在高输出电压系统中，开关功率 MOSFET 中的损耗可以有时超过导通损失。为了减少开关尽可能多地损失， LTC3862 集成了强大的栅极司机。PMOS上拉晶体管具有典型的 RDS（ON）2.1Ω，以及 NMOS下拉晶体管具有一个典型的RDS（ON）0.7Ω。另外为了降低开关损耗，这些强大的栅极驱动器允许两种电源 MOSFET 在高电流下为每个通道并联连接应用。

为了简化操作单电源系统，LTC3862 包括一个 5V 低压差稳压器（LDO）可支持输出电流高达 50mA。PMOS 的使用输出晶体管确保完整的电源电压可用于驱动低电源下的功率MOSFET 条件，例如在汽车期间冷启动。欠压锁定电路检测LDO何时输出电压降至 3.3V 以下和关闭栅极驱动器，从而保护功率 MOSFET 免受低 V 开关一般事务人员.

LTC3862 能够运作在 4V 至 36V 输入电压范围内，使其适用于各种的升压应用。

低排放柴油注入：8.5V–28V 输入， 72V、1.5A 输出升压

未来的低排放柴油燃油喷射系统需要更多精确、快速地驱动喷油器比他们的汽油同行。升压的系统是一种简单的方法来实现通过增加 di/dt 实现快速驱动执行器，因为储存的能量在电容器上是 CV2/2.提升汽车电池电压从13V到72V显著增加 di/dt，使更快的驱动速度。的驱动喷油器通常排出电源电容由10V–20V，之后升压转换器为输出充电电容至72V。图 8 对此进行了说明 8.5V至28V输入，72V/1.5A输出两相升压转换器。图 2 说明了模拟的加载步骤注射器。

图9.柴油喷油器执行器电源的负载阶跃波形。

该电源的工作在 300kHz 的开关频率下，以降低开关损耗，并使用一个 57.8μH、5A 电感器（PA2050-583）。本应用选择了80V瑞萨HAT2267H MOSFET，以便在72V输出之上提供足够的保护带。MOSFET 在 VGS = 10V 时的最大 RDS（ON）为 13mΩ。Diodes Inc 表面贴装二极管（B3100）被选为 3A 输出电流水平。两个 47μF、100V 电解电容器和六个 2.2μF、100V 低 ESR 陶瓷电容器的组合用于将输出纹波降至 100mV 峰峰值以下，并满足 RMS 纹波电流要求。

一个 4 相、5V 输入、 12V/15A 输出，工业电源

图 10 说明了一个工业转换 5V 输入的电源至 12V 输出，电流高达 15A 负载电流。使用四个阶段大大简化了选择的任务功率组件，并减少输出纹波显著。图11显示了此电路的启动波形转炉。图 12 显示了负载步进波形。

图 11.4相、12V/15A工业电源的电源启动波形。

图 12.4相、12V/15A工业电源的负载阶跃波形。

可实现多相操作使用相位模式，同步和 CLKOUT 引脚。相位模式引脚控制相位关系在门 1 和门 2 之间，如以及 GATE 1 和 CLKOUT 之间。主站的 CLKOUT 引脚控制器已连接到同步从机的引脚，其中相位锁定循环可确保正确同步。相位模式引脚可用于程序 2、3、4、6 和 12 相操作。

48V/5A 演示电路

DC1286A演示电路电路板专为高功率应用而设计，提供 48V/5A 输出使用 GN24 包选项 LTC3862 或 LTC3862-1。6层 PCB 设计确保正确布线 SENSE 线，并表现出最小的即使在 50% 占空比下也会抖动。运动员提供以轻松更改空白时间、相位、最大占空比、和斜率补偿。有可选的板载 12V V在供应为 IC 和组件供电占用空间提供使用灵活性各种电感器、MOSFET 和二极管。