高電壓、高效率正負(fù)轉(zhuǎn)換器

正負(fù)轉(zhuǎn)換（反相輸出）廣泛應(yīng)用于LCD器件、OLED顯示器、音頻放大器、工業(yè)機(jī)械、半導(dǎo)體制造過(guò)程控制設(shè)備、測(cè)量工具、測(cè)試系統(tǒng)、LED驅(qū)動(dòng)器和電池充電器。其中許多應(yīng)用需要高功率電平和擴(kuò)展的輸入電壓范圍，這是 LTC3896 正至負(fù)控制器的兩個(gè)固有特性。該控制器特別適合汽車應(yīng)用，因?yàn)樗軌蛱幚矸浅８叩妮斎牒洼敵鲭妷海傠妷簯?yīng)力可達(dá)150V），能夠驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)電平MOSFET，并且具有40μA （停機(jī)模式時(shí)為10μA）的低工作靜態(tài)電流。

7V至72V寬輸入至?12V/5A輸出

圖 1 示出了一款基于 LTC3896 的正負(fù)轉(zhuǎn)換器。該解決方案可在12V至5V輸入電壓范圍內(nèi)提供?7V/72A輸出。在汽車市場(chǎng)中，LTC3896 能夠處理高輸入電壓，從而免除了增設(shè)龐大且昂貴的電壓抑制器的需要，而低最小輸入電壓即使在冷啟動(dòng)條件下也能保持敏感系統(tǒng)的運(yùn)行。

圖1.–12V 輸出轉(zhuǎn)換器 （U1） 在 5V 至 7V 的輸入電壓范圍內(nèi)為負(fù)載提供 72A 電流。 注意 控制信號(hào) RUN、PGOOD 和 PLLIN 以 GND 為參考

轉(zhuǎn)換器的動(dòng)力傳動(dòng)系包括 MOSFET Q1、Q2 和電感 L1。輸出濾波器基于陶瓷電容器C牛.艾克斯電視抄送U1 的引腳連接到 GND，在此引腳上相對(duì)于 V 產(chǎn)生 12V 電位外–.如果需要電源良好信號(hào)，則應(yīng)使用以GND為基準(zhǔn)的外部電壓源。LTC3896 的控制和接口信號(hào)（包括 RUN、PGOOD 和 PLLIN）以系統(tǒng) GND 為基準(zhǔn)，以免除處理器控制系統(tǒng)中增設(shè)電平轉(zhuǎn)換器的需要。

有關(guān)計(jì)算 LTC3896 周圍組件上的電壓和電流應(yīng)力的準(zhǔn)則，請(qǐng)參見(jiàn)數(shù)據(jù)手冊(cè)[1].對(duì)于基本評(píng)估，占空比 （D）、平均電感電流 （IL） 和 MOSFET 電壓應(yīng)力 （VDS） 可以按以下公式計(jì)算：

演示電路DC2447A [2]說(shuō)明了LTC3896的多功能性。設(shè)計(jì)人員可以測(cè)試該控制器的眾多功能，包括與外部時(shí)鐘同步、采用外部線性穩(wěn)壓器來(lái)降低高輸出電壓下IC上的熱應(yīng)力的能力，以及產(chǎn)生–5V或–3.3V輸出的簡(jiǎn)單解決方案。

圖2顯示了各種輸入電壓下的效率。圖3顯示了轉(zhuǎn)換器工作中的熱圖像。

圖2.圖1所示電路的效率曲線。輸出電壓為 –12V，最大負(fù)載電流為 5A

圖3.DC2447A的熱圖像是在36V輸入電壓下拍攝的，–12V在5A輸出下拍攝的。右側(cè)是演示板的裝配圖

結(jié)論

LTC?3896 是一款高度集成的控制器，專為正至負(fù)轉(zhuǎn)換而設(shè)計(jì)。基于該控制器的解決方案非常高效，靜態(tài)電流極低，這對(duì)于電池供電系統(tǒng)非常重要。它還具有高度通用性，具有可編程頻率、150V 寬輸入電壓范圍和高達(dá) –60V 的輸出電壓。它簡(jiǎn)化了汽車和工業(yè)電源的設(shè)計(jì)，控制信號(hào)以主機(jī)接地為參考。

審核編輯：郭婷