LT3724是一款單開(kāi)關(guān)DC/DC控制器，可用于中功率降壓、升壓、反相和SEPIC轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。它提供了?jiǎn)單的解決方案，在寬輸入電壓范圍(4V-60V)和寬負(fù)載范圍內(nèi)以高效率調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。

LT3724特性

LT3724采用200kHz固定頻率電流模式架構(gòu)。內(nèi)部高壓偏置調(diào)節(jié)器允許簡(jiǎn)單的啟動(dòng)和偏置，并且可以由輸出反向驅(qū)動(dòng)，以提高電源效率和降低IC中的功耗。

用戶可選擇的突發(fā)模式操作可以在寬負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。在突發(fā)模式下，工作靜態(tài)電流降至100 μ A以下，使LT3724非常適合用于有電源維護(hù)要求或輕載和空載條件的應(yīng)用。精確的關(guān)斷引腳閾值允許在電壓鎖定下輕松供電，其中靜態(tài)電流降低到小于10μA。

電源短路控制是通過(guò)一個(gè)外部檢測(cè)電阻，通過(guò)該電阻LT3724連續(xù)監(jiān)測(cè)電感電流。如果電感電流超過(guò)最大電流檢測(cè)閾值，則發(fā)生脈沖跳變。

LT3724還集成了可編程軟啟動(dòng)，可在啟動(dòng)期間控制轉(zhuǎn)換器輸出電壓的壓擺率，以減少電源涌流和輸出電壓超調(diào)。

柵極驅(qū)動(dòng)器能夠驅(qū)動(dòng)大，低R(DS(ON))，標(biāo)準(zhǔn)電平，n溝道m(xù)osfet，而無(wú)需柵極驅(qū)動(dòng)器緩沖器。驅(qū)動(dòng)器使用自引導(dǎo)供電軌道，允許它驅(qū)動(dòng)高側(cè)MOSFET，如在降壓轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)，或低側(cè)MOSFET，如在升壓轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)。

車載調(diào)節(jié)器

LT3724的內(nèi)部8V線性穩(wěn)壓器消除了外部穩(wěn)壓器或慢充電滯后啟動(dòng)方案的需要。該穩(wěn)壓器從轉(zhuǎn)換器輸入電源V(IN)產(chǎn)生為IC供電的本地電源(V(CC))。

如果輸入電壓和/或FET柵極電荷電流足夠低，以避免器件的過(guò)度功耗，則板載穩(wěn)壓器可以連續(xù)工作IC。通常的做法是在啟動(dòng)期間使用板上穩(wěn)壓器，然后在運(yùn)行期間將V(CC)引腳驅(qū)動(dòng)到其8V穩(wěn)壓以上。這降低了IC的功耗，提高了轉(zhuǎn)換器的效率。LT3724的啟動(dòng)要求為V(IN)≥7.5V。這確保了板上穩(wěn)壓器使V(CC)引腳高于其欠壓鎖定閾值6.25V。如果使用外部電源(如轉(zhuǎn)換器輸出)維持V(CC)，則LT3724可以在V(IN)低至4V時(shí)繼續(xù)工作。

突發(fā)模式操作

LT3724采用低電流突發(fā)模式操作，在輕載和空載條件下最大限度地提高效率。將BURST_EN引腳短接至SGND使能突發(fā)模式，將BURST_EN引腳短接至V(FB)使能突發(fā)模式。

當(dāng)通過(guò)V(C)引腳電壓檢測(cè)到所需的開(kāi)關(guān)電流低于編程電流限制的15%時(shí)，突發(fā)模式功能被激活。在Burst間隔期間，開(kāi)關(guān)停止，除V(CC)穩(wěn)壓器、誤差放大器和帶隙基準(zhǔn)外，所有內(nèi)部IC功能都被禁用。V(IN)引腳的電流減小到20μA, V(CC)電流減小到80μA。如果沒(méi)有為V(CC)提供外部驅(qū)動(dòng)，則所有V(CC)偏置電流都來(lái)自V(IN)引腳，總V(IN)電流為100μa。V(C)引腳上的內(nèi)部負(fù)偏移鉗位設(shè)置為低于開(kāi)關(guān)禁用閾值100mV，限制引腳電壓的負(fù)偏移，并在突發(fā)模式操作期間最小化轉(zhuǎn)換器輸出紋波。

精密關(guān)機(jī)閾值

的LT3724SHDN引腳用于監(jiān)控應(yīng)用中的精確關(guān)斷，以及邏輯級(jí)控制應(yīng)用。輸入電源欠壓鎖定供電順序或啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)是很容易實(shí)現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)SHDN帶電阻分壓器的引腳來(lái)自V(IN)電源，這樣當(dāng)V(IN)處于所需欠壓鎖定上升閾值電壓時(shí)，分壓器輸出為1.35V。120mV的輸入遲滯SHDN引腳允許IC在禁用轉(zhuǎn)換器之前承受近10%的輸入電源下降。的SHDN引腳的次級(jí)閾值為0.5V，低于該閾值，IC工作在具有I(VIN) &lt的超低電流關(guān)斷模式;10μ。關(guān)機(jī)功能可以通過(guò)連接SHDN引腳到V(IN)通過(guò)一個(gè)大值上拉電阻。

連續(xù)高壓電感電流傳感

LT3724采用寬共模輸入范圍電流檢測(cè)放大器，工作范圍為0V至36V。該電流感測(cè)放大器通過(guò)外部感測(cè)電阻提供連續(xù)電感電流感測(cè)。該方案不需要停機(jī)間隔或最小導(dǎo)通時(shí)間來(lái)監(jiān)測(cè)電流，這比傳感開(kāi)關(guān)電流的方案具有優(yōu)勢(shì)。感測(cè)放大器監(jiān)測(cè)與開(kāi)關(guān)狀態(tài)無(wú)關(guān)的電感電流，因此除非電感電流低于與V(C)引腳電壓對(duì)應(yīng)的電流，否則主開(kāi)關(guān)不會(huì)使能。這種“接通”決定在每個(gè)周期開(kāi)始時(shí)執(zhí)行，如果發(fā)生過(guò)流情況，則跳過(guò)單個(gè)開(kāi)關(guān)周期。這消除了許多由最小準(zhǔn)時(shí)要求引起的潛在過(guò)流危險(xiǎn)，例如在啟動(dòng)、短路或突然輸入瞬態(tài)期間可能發(fā)生的過(guò)流危險(xiǎn)。

電流模式控制

LT3724采用電流模式控制架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)更高的電源帶寬，從而改善線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。電流模式控制也需要比電壓模式控制架構(gòu)更少的補(bǔ)償元件，使其更容易在所有操作條件下進(jìn)行補(bǔ)償。

軟啟動(dòng)

LT3724采用自適應(yīng)軟啟動(dòng)方案，直接控制DC/DC變換器輸出電壓的上升速率。該方法可以很好地控制輸出電壓超調(diào)和浪涌電流。輸出電壓的上升速率通過(guò)連接到轉(zhuǎn)換器輸出的電容器進(jìn)行編程，其中:

2μA = C(OUT)·(所需得爾塔V/得爾塔t)

軟啟動(dòng)功能將所需的輸出上升率保持在穩(wěn)壓輸出電壓的95%。如果變換器輸出低于70%穩(wěn)壓，則重新啟用軟啟動(dòng)功能，因此變換器從短時(shí)間停機(jī)或輸出短路情況下恢復(fù)是優(yōu)雅的。

應(yīng)用程序

這里的應(yīng)用程序僅展示了LT3724可以實(shí)現(xiàn)的功能的一個(gè)小示例。更多信息請(qǐng)參見(jiàn)數(shù)據(jù)表，包括反相轉(zhuǎn)換器。

30V-60V至24V, 75W DC/DC變換器

圖1顯示了一個(gè)30V-60V至24V, 75W的轉(zhuǎn)換器，配置用于電源輸入欠壓鎖定和板載高壓偏置穩(wěn)壓器的全時(shí)間使用。本應(yīng)用程序演示了如何以低成本和少于20個(gè)組件構(gòu)建高效電源。圖2顯示了轉(zhuǎn)換器效率和功率損耗與負(fù)載電流的關(guān)系。

IC的功率通過(guò)LT3724的內(nèi)部V(CC)穩(wěn)壓器直接從V(IN)獲得。V(IN) UVLO通過(guò)電阻分壓器編程，使LT3724處于指定V(IN)范圍低端的90%，即27V，對(duì)應(yīng)于SHDN引腳電壓超過(guò)1.35V。的SHDN輸入有120mV的遲滯，所以當(dāng)V(IN)低于24V時(shí)，變換器將被禁用。

LT3724軟啟動(dòng)功能控制啟動(dòng)時(shí)輸出電壓的升壓率，使通過(guò)軟啟動(dòng)電容器的電流為2 μ A，因此轉(zhuǎn)換器輸出以2 μ A/1nF或2V/mS的控制速率上升。圖3顯示了軟啟動(dòng)斜坡。

4V-60V至12V, 2A SEPIC轉(zhuǎn)換器

在輸出電壓在9V至20V范圍內(nèi)的LT3724轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中，通過(guò)將電源輸出的二極管連接到V(CC)引腳來(lái)完成轉(zhuǎn)換器輸出的反饋V(CC)。圖4顯示了一個(gè)15V到12V, 2A SEPIC轉(zhuǎn)換器，配置為使用12V輸出電壓來(lái)反向驅(qū)動(dòng)V(CC)。該應(yīng)用程序還通過(guò)配置LT3724來(lái)控制SEPIC轉(zhuǎn)換器，顯示了LT3724的多功能性。SEPIC轉(zhuǎn)換器用于輸入電壓可以小于或大于輸出電壓的地方，例如電池供電的應(yīng)用。

在一些DC/DC變換器應(yīng)用中，變換器必須承受或運(yùn)行間歇性輸入電壓漂移。這是典型的汽車電池電壓應(yīng)用，其中高壓線路瞬態(tài)，如負(fù)載轉(zhuǎn)儲(chǔ)或低壓瞬態(tài)，如啟動(dòng)必須適應(yīng)。該轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)優(yōu)化為在15V標(biāo)稱輸入電壓下工作，但可以在4V至60V的寬輸入范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓。圖5顯示了轉(zhuǎn)換器效率和功率損耗與負(fù)載電流的關(guān)系。

該轉(zhuǎn)換器還使用外部電流限制折回方案。這個(gè)折疊電路由一個(gè)1N4148二極管(D2)和一個(gè)電阻(R5)組成。電流限制折疊電路在啟動(dòng)的前幾個(gè)開(kāi)關(guān)周期提供額外的控制，并提供減少的短路輸出電流。當(dāng)輸出在地時(shí)，二極管/電阻鉗位V(C)引腳的值對(duì)應(yīng)于編程最大電流的25%。該電路僅在V(OUT)接近地時(shí)有效，一旦輸出電壓上升超過(guò)約10%穩(wěn)壓，電路就完全失效。

8V-16V至24V, 50W升壓轉(zhuǎn)換器

圖6所示的24V Boost變換器在50W下以少于20個(gè)元件實(shí)現(xiàn)了95%以上的轉(zhuǎn)換效率。因?yàn)檫@是一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器，V(CC)是由輸入電壓驅(qū)動(dòng)，以提高效率和降低功耗。圖7顯示了效率和功率損耗與負(fù)載電流的關(guān)系。

結(jié)論

LT3724是一款功能豐富的DC/DC控制器，具有足夠的通用性，可以配置為控制多種轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它提供了一種簡(jiǎn)單而廉價(jià)的解決方案，可以在寬輸入電壓范圍和寬負(fù)載范圍內(nèi)高效地調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。

集成的高壓調(diào)節(jié)器促進(jìn)了真正的單電源操作。突發(fā)模式操作提高了輕載和空載運(yùn)行時(shí)的效率。電流模式控制體系結(jié)構(gòu)允許電源控制回路的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)和優(yōu)異的瞬態(tài)響應(yīng)。連續(xù)電流傳感保護(hù)電源在過(guò)流或短路故障情況下不被損壞。創(chuàng)新的軟啟動(dòng)功能限制輸出電壓超調(diào)和浪涌電流在啟動(dòng)，停電或短路恢復(fù)。