基于LTC7149的正至負轉(zhuǎn)換器解決方案

正至負DC/DC轉(zhuǎn)換 (負輸出) 廣泛應用于LCD器件、OLED顯示器、音頻放大器、工業(yè)設備、測量工具、測試系統(tǒng)、LED驅(qū)動器和電池充電器。在所有這些應用場合中，負輸出轉(zhuǎn)換器必須緊湊、支持高功率并適應擴展的輸入電壓范圍。LTC7149可滿足所有這些要求。其集成的4A開關(guān)和3.4V至60V的寬輸入電壓范圍能滿足且超越大多數(shù)嚴苛應用的要求，包括那些在汽車環(huán)境中的需求。

電路描述和功能

圖1示出了一款基于LTC7149的正至負轉(zhuǎn)換器。該解決方案可從一個12V輸入電壓 (例如：一個汽車電源軌) 提供–10V/2A輸出。功率鏈組件針對一個12V標稱輸入來選擇，但進行了適當?shù)慕殿~，此應用的輸入電壓可低至4V或高達50V。

圖 1：LTC7149 正至負轉(zhuǎn)換器 (VIN：4V ~ 50V，VOUT：–10V/2A)

在汽車應用中，LTC7149處理高電壓輸入的能力免除了增設昂貴電壓抑制器的需要。非常低的最小輸入電壓即使在冷車發(fā)動情況下也能保持敏感系統(tǒng)的正常運行。有關(guān)LTC7149周圍組件所承受電壓和電流應力的計算指引，詳情可見LTC7149產(chǎn)品手冊。圖2舉例示出了輸入電壓低于 12V 時的輸出電流降額。

圖 2：輸出電流降額與輸入電壓的關(guān)系 (針對圖 1 電路)

圖 1 電路采用了外部環(huán)路補償。如圖 3 所示，把 ITH 連接至 INTVCC 允許使用內(nèi)部補償。把 MODE/SYNC 連接至 GND 則啟動突發(fā)模式 (Burst Mode) 操作。如果需要，可把參考于 GND 的同步脈沖加至該引腳。這款解決方案的效率達到了 94%。

電壓控制型可變負輸出電路

許多應用都需要動態(tài)地改變負偏置，包括 LCD、OLED 監(jiān)視器和測試設備系統(tǒng)。LTC7149 擁有旨在簡化此項任務的特性。

圖 3 示出了一個負電壓電源，其中的負輸出受控于一個正信號電壓。參考于 GND 的正控制電壓被施加至 VOUTSNS 引腳。在圖 3 中，這是處于 0V 至 5V 范圍內(nèi)的 VCTRL。產(chǎn)生的負輸出電壓 VOUT– 由下式?jīng)Q定：

VOUT– = –50μA ? RSET + VCTRL

圖 3：具可變 VOUT– (從 –5V 至 –10V) 的正至負轉(zhuǎn)換器

低通濾波器 RF/CF 提供噪聲抑制。VOUTSNS 引腳在任何情況下均不可浮置，在該引腳上必須始終存在某電壓電位。如果不能滿足該要求 (比如：在系統(tǒng)測試期間)，則應安裝電阻器 RP。

圖 4 示出了 VOUT– 與 VCTRL 的函數(shù)關(guān)系曲線。圖 5 舉例說明了這種方法的廣闊應用潛力，因為 VCTRL 電壓被整形為一個具 2.5V 幅度的正弦波。

圖 4：作為 VCTRL 的線性函數(shù)之可變負輸出 VOUT.

圖 5：可變負輸出 VOUT– 追隨 VCTRL 上的正弦波形.

結(jié)論

LTC7149是一款用于負輸出電源的高效率50V、4A同步單片式穩(wěn)壓器，它整合了寬輸入和輸出電壓范圍與集成型開關(guān)晶體管，從而簡化了轉(zhuǎn)換器設計。本設計要點中所討論的解決方案和電路可協(xié)助在汽車和工業(yè)應用、顯示器及監(jiān)視器系統(tǒng)中實現(xiàn)該穩(wěn)壓器。

審核編輯：湯梓紅