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一款IC适用于多种DC-DC拓扑:双输出降压型 IC也可用于SEPIC和升压应用

发布时间:2020-09-04 来源:中国自动化网 类型:解决方案 人浏览
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ADI 降压型控制器

导读:

本文将介绍ADI公司的LTC3892降压型控制器用于SEPIC(升压和降压)及升压应用的方法。

  引言

  工业系统设计人员和汽车制造商是电源电子产品的重要消费者,他们需要采用完整的可用DC/DC转换器拓扑系列,包括以多种形式组合的降压、升压和SEPIC。理想情况下,每个新项目都可以利用其特有的专用控制器或单片式转换器IC实施性能优化,但这是不现实的。

  现实情况是,工业或汽车环境中使用的每款新芯片必须在通过大量测试确定合格之后,才能用于这些要求苛刻的环境。为每种应用提供一款不同的IC不仅费时,而且成本之高亦让人望而却步。更好的选择是一款可用于多种拓扑、并经过测试和验证的IC,从而使其可以在多种应用中重复使用。例如,本文将介绍ADI公司的LTC3892降压型控制器用于SEPIC(升压和降压)及升压应用的方法。

 电路说明和功能

  LTC3892被设计为一款具有4.5 V至60 V输入-输出电压范围(可满足大多数汽车和工业应用的要求)的双输出同步降压型控制器。在此类环境中,转换器的电压输入会有显著的变化,包括汽车应用中的冷车发动和负载突降,或者工业系统中工厂机器设备关闭和接通时出现的掉电和电压尖峰所导致的变化。当输入降至输出以下时,LTC3892的原生降压型拓扑不能调节输出电压,但是SEPIC拓扑可以。

  图1示出了一款支持两个输出的SEPIC解决方案:VOUT1为3.3 V/10 A,VOUT2为12 V/3 A。输入电压范围为6 V至40 V。VOUT1作为一个简单的降压型转换器提供,具有一个包括L1、Q1、Q2的功率链路。为了减少组件数目,VPRG1引脚连接至GND,在内部将VOUT1设置为3.3 V。


降压型控制器,ADI

  图1.LTC3892的电原理图(SEPIC和降压应用中)

  LTC3892的第二个输出是一个SEPIC转换器。SEPIC功率链路包括L2、L3、Q3和D1。这里采用了一个具有两个分立式电感器的非耦合型SEPIC,因而拓宽了可用电感器的范围。对于那些成本敏感型设备来说,这是一个重要的考虑因素。

  图2示出了当面对压降情况时(比如冷车发动期间)转换器的运行方式。电源轨电压VIN降至远低于12 V标称值,但是VOUT1和VOUT2均处于稳压状态,从而可为关键性负载提供稳定的电源。图3示出了转换器在遭遇负载突降等电压尖峰时的运行方式。VOUT1和VOUT2保持稳压状态,甚至在VIN飚升至远高于12 V标称输入时也不例外。


降压型控制器,ADI

  图2显示了冷车发动过程。电源轨电压从14 V降至7 V,但VOUT1和VOUT2均处于稳压状态。


降压型控制器,ADI

  图3.负载突降过程。电源轨电压从14 V升至24 V,但是VOUT1和VOUT2均处于稳压状态。

  图4所示为演示电路DC2727A,是本文中介绍的一款双输出转换器。DC2727A的SEPIC部分可以轻易重新布线为升压拓扑,方法是去掉一个电感器L2,并将第二个电感器L3替换为合适的升压扼流圈。


降压型控制器,ADI

  图4.演示电路DC2727A。LTC3892控制两个输出:一个非耦合型SEPIC和一个降压型转换器。

 结论

  LTC3892是ADI公司一款灵活的控制器,能够满足汽车和工业环境中多种DC/DC转换器需求。虽然该器件主要是为在同步降压型转换器中使用而设计,但是它也可用于SEPIC和升压型转换器应用,从而可在需要采用这些拓扑时简化鉴定测试过程。

  作者

  Victor Khasiev

  Victor Khasiev是ADI公司的高级应用工程师,在AC/DC和DC/DC转换的电力电子领域拥有丰富的经验。他拥有两项专利,并撰写了多篇文章。这些文章涉及ADI半导体器件在汽车和工业应用中的使用,涵盖了升压、降压、SEPIC、正-负、负-负、反激式、正激式转换器和双向备用电源。他持有高效功率因数校正解决方案和先进的栅极驱动器相关专利。Victor乐于为ADI公司客户提供技术支持解答有关ADI产品、电源原理图设计和验证、印刷电路板布局、故障排查以及最终系统测试的问题。

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