寬輸入電壓范圍升壓 / 負(fù)輸出 / SEPIC 控制器

　　引言

　　當(dāng)今的許多電子設(shè)備都需要一個(gè)負(fù)輸出或正輸出轉(zhuǎn)換器，有時(shí)則是兩者均需要。另外，它們還必需采用各種電源運(yùn)作，包括 USB、墻上適配器、堿性電池和鋰電池等。為了從可變輸入電壓產(chǎn)生不同極性的輸出，電源設(shè)計(jì)師常常采用多種穩(wěn)壓器 IC，因而導(dǎo)致庫存元器件品種的增加。

　　LT®3759 可在 1.6V 至 42V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并采用同一個(gè)反饋引腳來控制正輸出或負(fù)輸出，從而縮減了庫存清單并簡化了設(shè)計(jì)。該器件還將許多受歡迎的功能 (例如：軟起動、可調(diào)頻率和同步) 整合在小巧的占板面積之內(nèi)。LT3759 采用 5mm x 4mm 12 引腳 MSE 封裝，并可在多種配置中使用，例如：升壓、SEPIC、反激式和 Cuk 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　寬輸入電壓范圍和內(nèi)部 LDO

　　LT3759 的寬輸入范圍簡化了那些必須與眾多輸入電源相兼容的電源設(shè)計(jì)。由于LT3759 包含兩個(gè)分別由 VIN 和 DRIVE 引腳供電的內(nèi)部低壓差 (LDO) 電壓穩(wěn)壓器，因此無需增設(shè)外部穩(wěn)壓器或采用一種緩慢充電遲滯起動方案，從而實(shí)現(xiàn)了簡單的啟動和偏置。LT3759 的內(nèi)部 INTVCC 電流限制功能電路可防止 IC 產(chǎn)生過大的片內(nèi)功率耗散。

　　輸出電壓的檢測變得容易

　　LT3759 采用了一種新穎的 FBX 引腳架構(gòu)，該架構(gòu)可簡化負(fù)輸出和正輸出轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。它包含兩個(gè)內(nèi)部誤差放大器 (一個(gè)檢測正輸出，而另一個(gè)則檢測負(fù)輸出)，并允許 FBX 引腳從一個(gè)正輸出或負(fù)輸出直接連接至分壓器，從而消除了與正輸出或負(fù)輸出檢測有關(guān)的任何困惑，并簡化了電路板布局。您只需確定輸出極性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其余的工作都可交給 LT3759 完成。

　　可調(diào) / 可同步開關(guān)頻率

　　轉(zhuǎn)換器通常需要以某一特定的頻率運(yùn)作，特別是在 RF 通信產(chǎn)品應(yīng)用中，它對某些頻段內(nèi)的頻譜噪聲是很敏感。而且，如果可供安放轉(zhuǎn)換器的面積受限，那么以較高的頻率工作還能允許使用尺寸較小的組件，從而減小所需的板級空間和輸出紋波。假如功率損耗是一項(xiàng)關(guān)注的指標(biāo)，則以一個(gè)較低的頻率執(zhí)行開關(guān)操作可降低開關(guān)損耗，從而改善效率。開關(guān)頻率的范圍為 100kHz 至 1MHz，可利用連接在 RT 引腳和地之間的單電阻器設(shè)定。此外，該器件也可通過 SYNC 引腳同步至一個(gè)外部時(shí)鐘。

　　精準(zhǔn)型 UVLO 和軟起動

　　通過采用一個(gè)從 VIN 電源引出的電阻分壓器來驅(qū)動 UVLO，即可輕松地實(shí)現(xiàn)用于排序或啟動過流保護(hù)的輸入電源欠壓閉鎖 (UVLO)。當(dāng) VIN 處于期望的 UVLO 上升門限電壓時(shí)，分壓器輸出將在 UVLO 引腳上產(chǎn)生 1.22V 電壓。UVLO 引腳具有一個(gè)可調(diào)輸入遲滯，因而允許 IC 在停用轉(zhuǎn)換器之前忽略一個(gè)可設(shè)定的輸入電源壓降。在 UVLO 過程中，IC 被停用，而 VIN 靜態(tài)電流下降至 1μA 或更低。

　　通過 SS 引腳可使用軟起動功能，該功能可以在啟動或者從某種故障狀況恢復(fù)時(shí)減小峰值輸入電流，并避免發(fā)生輸出電壓過沖。SS 引腳通過減低開關(guān)峰值電流來抑制浪涌電流。軟起動功能以這種方式使輸出電容器能逐步充電至其終值。

　　一款 2.5V ~ 15V 至 12V 的 SEPIC 轉(zhuǎn)換器

　　圖 1 示出了一款采用 LT3759 的 2.5V~15V 輸入、12V/2.5A 輸出 SEPIC 電源。該轉(zhuǎn)換器的典型效率示于圖 2。圖 3 示出了輸出短路過程中的開關(guān)波形。由圖可見，一旦輸出電壓短路至地，開關(guān)頻率將立即折返至正常頻率的三分之一。此特性增強(qiáng)了 Cuk 和 SEPIC 轉(zhuǎn)換器對短路的性能。

　　圖 1：SEPIC 轉(zhuǎn)換器可從 2.5V 至 15V 輸入產(chǎn)生 12V 輸出

　　圖 2：圖 1 所示轉(zhuǎn)換器的效率

　　圖 3：圖 1 所示轉(zhuǎn)換器的短路過程

　　一款 1.8V ~ 4.5V 至 5V/2A的升壓型轉(zhuǎn)換器

　　圖 4 示出了一款采用一個(gè) 4.5V 到低至 1.8V 輸入轉(zhuǎn)換至 5V/2A 輸出的轉(zhuǎn)換器。針對這種轉(zhuǎn)換器輸出電壓高于輸入電壓的應(yīng)用，LT3759 被配置成一個(gè)升壓型轉(zhuǎn)換器。500kHz 的開關(guān)頻率允許使用小的電感器和輸出電容器。

　　圖 4：升壓型轉(zhuǎn)換器可從 1.8V ~ 4.5V 輸入產(chǎn)生 5V/2A 輸出

　　結(jié)論

　　LT3759 是一款通用型 IC，它在一個(gè)纖巧的 5mm x 4mm 12 引腳 MSE 封裝內(nèi)集成了一組豐富的獨(dú)特功能。該器件可接受 1.6V 至 42V 的寬輸入電壓范圍，并具有低停機(jī)電流和輕負(fù)載條件下的頻率折返功能。LT3759 非常適合于寬輸入電壓應(yīng)用，從單節(jié)鋰離子電池供電型系統(tǒng)到汽車、工業(yè)和電信電源等。其高集成度可造就一款面向升壓、SEPIC 和負(fù)輸出轉(zhuǎn)換器的簡單和低組件數(shù)目之解決方案。