LTC7803或通往高級電源的簡單設(shè)計路徑

LTC7803 是 ADI 公司開發(fā)的一款同步降壓型控制器，用于簡化高性能電源的設(shè)計。該控制器的主要特點是集成的低阻抗柵極驅(qū)動器，能夠切換N溝道MOSFET，從而降低轉(zhuǎn)換器總成本并提高效率;極低的工作靜態(tài)電流 （5 μA）;40 V 寬輸入/輸出電壓范圍;從 100 kHz 到 3 MHz 的極高可編程開關(guān)頻率范圍;檢測電阻或 DCR 檢測，進一步提高效率;和 100% 占空比。另一個功能是擴頻操作。LTC7803 可在 ±15% 范圍內(nèi)調(diào)制開關(guān)頻率，從而簡化了 EMI 合規(guī)性并降低了 EMI 濾波器的成本。

電氣原理圖和功能

降壓轉(zhuǎn)換器的電氣原理圖如圖1所示。該轉(zhuǎn)換器從輸入軌提供3.3 V/20 A電壓，范圍為5 V至38 V。動力傳動系包括 MOSFET Q1 至 Q4、電感器 L1 和輸入/輸出濾波電容器。MODE 引腳和跳線 JP1 定義強制連續(xù)導(dǎo)通、脈沖跳躍或突發(fā)模式操作。每種操作模式都有優(yōu)點和缺點。在FCM中，整個輸出電流范圍內(nèi)的低輸出紋波是以犧牲輕負(fù)載效率為代價的。突發(fā)模式在輕負(fù)載或無負(fù)載時提供極高的效率，但在輕負(fù)載時提供更高的輸出電壓紋波。?

圖1.基于 LTC7803 的具有 V 的轉(zhuǎn)換器的電氣原理圖在從 5 V 到 38 V 和 V外在 3.3 V 和 20 A 時。

LTC7803 的另一個優(yōu)點是它能夠同步至一個外部時鐘，以避免由主機系統(tǒng)中不同頻率的相互作用引起的干擾問題。跳線JP2，頻率設(shè)置，允許在固定頻率、與外部時鐘同步或擴頻操作之間進行選擇。請注意，如果選擇了突發(fā)模式（MODE 引腳連接到 GND）并且同步處于活動狀態(tài)（PLLIN/擴展引腳上的時鐘脈沖），則控制器在 FCM 中運行。從實際角度來看，在這種情況下最好使用脈沖跳躍模式。脈沖跳躍模式（MODE引腳連接到INTV）抄送通過100 kΩ電阻）在輕負(fù)載下提供比FCM更好的效率。

效率和擴頻操作

圖2顯示了不同輸入電壓下突發(fā)模式下轉(zhuǎn)換器的效率。

圖2.脈沖跳躍和突發(fā)模式操作中的轉(zhuǎn)換器效率。

DC2834A演示板（如圖3所示）用于LTC7803評估。圖 4 顯示了 DC2834 滿載時的熱圖像。

圖3.DC2834A 演示板。

圖4.VIN 12 V 和 VOUT 3.3 V （20 A 時）的轉(zhuǎn)換器熱圖像，來自無氣流的自然對流冷卻。

擴頻操作是 LTC7803 的一個非常重要的優(yōu)勢。此功能大大降低了轉(zhuǎn)換器的輻射和傳導(dǎo)噪聲，并顯著簡化了整個系統(tǒng)符合EMI標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。圖5比較了CISPR 25 5類限值中采用和不采用擴頻操作的兩種傳導(dǎo)EMI掃描。

圖5.在CISPR 25 5類限制中啟用和禁用擴頻操作（固定頻率）的傳導(dǎo)EMI掃描。

結(jié)論

LTC7803，低 IQ同步降壓控制器，顯著簡化了高效電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計。它能夠在寬輸入/輸出電壓范圍內(nèi)工作，并具有最佳的瞬態(tài)響應(yīng)。LTC7803 提供了極其重要的特性，例如突發(fā)模式和擴頻操作，以進一步提高效率并符合 EMI 標(biāo)準(zhǔn)。

審核編輯：郭婷