優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換器控制回路的三種方案

幾乎每個電源都有一個控制回路，以確保輸出電壓為恒定值。電源設計旨在優(yōu)化控制回路，以便在輸入電壓或負載瞬變出現(xiàn)波動時，最大限度地減少控制輸出電壓與設定值之間的偏差。這里的一個重要關系是輸出電容的大小與開關穩(wěn)壓器IC的響應速度的關系。如果回路響應特別快，則可以使用較小的輸出電容，同時將輸出電壓保持在允許范圍內(nèi)。因此，優(yōu)化開關穩(wěn)壓器的響應速度可降低系統(tǒng)成本并減少電路的空間需求，因為可以使用較小的輸出電容。

大多數(shù)開關穩(wěn)壓器IC都有一個補償引腳，通常稱為ITH或VC，用于控制回路調(diào)整。通過巧妙選擇電容和電阻，可在控制回路的轉(zhuǎn)換功能中增加極點和零點，以確保最優(yōu)動態(tài)性能和較高控制回路穩(wěn)定性。但是，如何選擇這些補償元件？

對此有三種方法可以使用。

1）

使用數(shù)據(jù)手冊中的數(shù)據(jù)手動計算

第一種方法是使用開關穩(wěn)壓器IC的數(shù)據(jù)手冊中的計算公式。考慮一個選定的功率級，提出了穩(wěn)定化概念。圖1顯示了 LTC3311 IC及相應的ITH引腳和適當?shù)难a償元件。

圖1.LTC3311開關穩(wěn)壓器IC有一個ITH引腳用于調(diào)整控制回路速度和穩(wěn)定性

2）

使用設計工具

找到合適的轉(zhuǎn)換函數(shù)設置的第二種方法是使用LTPowerCAD等設計工具來計算外部元件。該方法提供了對控制回路響應的額外洞察。圖2顯示了LTPowerCAD用戶界面，控制回路以波特圖的形式表示，另外還顯示了時域中輸出電壓對負載瞬變的響應。ITH設置值可以方便地改變，利用這種方法可以找到最優(yōu)設置。

圖2.使用LTPowerCAD選擇補償元件和優(yōu)化控制回路

歌德說過："所有理論都是灰色的。"在實踐中，從開發(fā)轉(zhuǎn)到批量生產(chǎn)之前，還應考慮并檢查寄生元件。已選擇的補償元件連接到ITH引腳，執(zhí)行負載瞬態(tài)測試以檢查VOUT的電壓變化是否在允許范圍內(nèi)，電壓轉(zhuǎn)換器是否穩(wěn)定地工作。

此硬件測試僅檢查一個用于補償?shù)脑O置選項。但是，可以利用稍微修改的值優(yōu)化該設置。為此，必須在硬件上完成所有焊接工作，因為必須將外部元件更改為新值以查找最優(yōu)補償元件組合。

3）

優(yōu)雅的方法——使用預配置的RC網(wǎng)絡

圖3顯示了第三種解決問題的方法——使用預配置的RC網(wǎng)絡，這種方法很優(yōu)雅。ADI 的 LB013A 板是一個小型電路板，其上實現(xiàn)了簡單的可切換和可調(diào)整RC網(wǎng)絡?？傠娙莺碗娮柚悼梢酝ㄟ^驅(qū)動小型開關和旋轉(zhuǎn)電位計來改變。無需費力地焊接補償模塊，補償設置可以在負載瞬態(tài)測試期間實時優(yōu)化。LB013A之類的電路板很容易制造，但也可以從ADI購買。

圖3.利用ADI公司的LB013A板優(yōu)化補償元件

利用這三種優(yōu)化開關穩(wěn)壓器補償?shù)姆椒?，可以補償任何電源。

ADI 的單芯片降壓/升壓同步DC/DC轉(zhuǎn)換器提供高電流輸出，可使用各種電源供電，包括單節(jié)或多節(jié)電池、超級電容堆棧和壁式適配器。專有4開關PWM降壓-升壓拓撲可在所有工作模式中進行低噪聲、無抖動切換，因而非常適合對電源噪聲敏感的RF和精密模擬應用。

通過其獨特的內(nèi)部四MOSFET開關組合，可以通過100%壓差工作模式從降壓模式無縫轉(zhuǎn)換到升壓模式，即使輸入電壓在輸出電壓上下波動時，也能實現(xiàn)固定輸出電壓。有些器件采用并聯(lián)方式以提供更高的功率，或包括自動最大功率點跟蹤(MPPT)，以支持太陽能電池充電和MPPT控制功能。

目前，部分內(nèi)部電源開關升降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)品及其評估板均可在ADI 中國在線商城（ADI 中文產(chǎn)品頁面）直接下單采購，本文分享幾款最近新上的評估板，有需要的筒子可在產(chǎn)品頁面進行下單哦~

上新推薦 內(nèi)部電源開關升降壓穩(wěn)壓器

以下產(chǎn)品均可在ADI官網(wǎng)中文產(chǎn)品頁面一鍵加購。

LT3120

26V、9A、低I_Q CC/CV單芯片降壓-升壓轉(zhuǎn)換器

LT3120是一款高效率26V單芯片降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。豐富的特性集成和極低電阻內(nèi)部電源開關較大程度地減小了總體解決方案的占用面積，甚至適合最苛刻的應用。專有四開關PWM架構采用高于、等于或低于輸出電壓的輸入電壓進行無縫低噪聲工作。

外部頻率編程以及使用內(nèi)部PLL的同步，支持在400kHz至2MHz的寬開關頻率范圍內(nèi)運行。2.5V至26V的寬輸入范圍非常適合使用非穩(wěn)壓電源（包括電池組和備用電容器）進行操作。啟動后，可在輸入電壓低至500mV的情況下運行。

其他功能包括輸出短路保護、熱過載保護、小于3μA的關斷電流、電源良好指示器、突發(fā)模式操作和最大功率點控制。

LT3120JV#PBF，￥36.68- ￥64.65

評估板DC2815A，￥660.93

LT3154

5.5V、6A、低I_Q單芯片降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器

LT3154是一款高效率、大電流、降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，工作時的輸入電壓可高于、低于或等于調(diào)節(jié)輸出電壓。LT3154的先進拓撲結構可在所有工作模式下提供連續(xù)傳輸。VIN在1.8V至5.5V范圍內(nèi)運行，為各種電源提供了靈活性。輸出電壓可在1.8V至5.5V之間調(diào)節(jié)。

為盡量減少外部組件，LT3154可配置為采用2.2MHz內(nèi)部振蕩器工作。為了優(yōu)化應用以實現(xiàn)更高效率或盡量縮小尺寸，可在500kHz至4MHz之間對振蕩器編程，或針對噪聲敏感電路，與外部時鐘實現(xiàn)同步。

可選Burst Mode突發(fā)工作模式將靜態(tài)電流降至17μA，確保在整個負載范圍內(nèi)實現(xiàn)高效率。可針對各種輸入源調(diào)整VIN啟動閾值(UVLO)。內(nèi)部或外部可編程軟啟動限制啟動期間的浪涌電流。其他特性包括：關斷電流<1μA、短路和熱過載保護。

LT3154AV#PBF，￥13.94- ￥27.77

評估板DC2757A，￥1,101.47

LTC3111

15V、1.5A 同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器

LTC3111 是一款固定頻率、同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，其具有一個擴展的輸入和輸出范圍。獨特的四開關、單電感器架構提供了低噪聲，并可在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的情況下實現(xiàn)無縫運作。

LTC3111 具有一個 2.5V 至 15V 的輸入和輸出范圍，很適合于多種單節(jié)或多節(jié)電池、后備電容器或墻上適配器電源應用。低 RDS(ON) 內(nèi)部 N 溝道 MOSFET 開關和可選的 PWM 或突發(fā)模式操作可在眾多的工作條件下實現(xiàn)高效率。

一個準確的 RUN 引腳允許用戶設置轉(zhuǎn)換器的接通門限電壓。該器件的其他特點包括：短路保護、內(nèi)部軟起動和熱停機功能。

LTC3111EDE#PBF，￥37.76- ￥66.56

LTC3111EDE#TRPBF，￥36.37- ￥66.56

LTC3111EMSE#PBF，￥38.84- ￥68.48

LTC3111HDE#PBF，￥44.16- ￥77.87

LTC3111HMSE#PBF，￥44.67- ￥70.52

LTC3111IDE#PBF，￥41.46- ￥73.11

LTC3111IMSE#PBF，￥42.63- ￥75.15

LTC3111MPDE#PBF，￥113.51- ￥158.78

LTC3111MPMSE#PBF，￥116.64- ￥163.14

開發(fā)板DC1999A，￥1,178.71

LTC3113

3A、低噪聲、降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器

LTC3113 是一款寬 VIN 范圍、高效率、固定頻率、降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，可在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的情況下運作。該 IC 所運用的拓撲結構可實現(xiàn)低噪聲操作，從而使其非常適合于 RF 和精準測量應用。

LTC3113 能夠提供高達 3A 的連續(xù)輸出電流以滿足要求最為嚴苛的應用。在降壓模式中可提供較高的輸出電流。集成型低 RDS(ON)功率 MOSFET 和一個高達 2MHz 的可編程開關頻率實現(xiàn)了緊湊的解決方案占板面積?？蛇x的突發(fā)模式操作能在輕負載條件下改善效率。

該器件的其他特點包括<1μA 的停機電流、集成軟起動、短路保護、電流限制和熱過載保護功能。

LTC3113EDHD#PBF，￥42.54- ￥75.02

LTC3113EDHD#TRPBF，￥40.97- ￥75.02

LTC3113EFE#PBF，￥44.61- ￥78.66

LTC3113EFE#TRPBF，￥42.96- ￥78.66

LTC3113IDHD#PBF，￥46.08- ￥72.78

LTC3113IDHD#TRPBF，￥44.35- ￥72.78

LTC3113IFE#PBF，￥48.39- ￥76.41

LTC3113IFE#TRPBF，￥46.58- ￥76.41

評估板DC1551A，￥1,178.71

LTC3114-1

LTC3114EDHC-1演示板 | 同步降壓-升壓，V_IN=2.7V至40V，V_OUT = 5V（高達1A）

LTC3114-1 是一款通用的寬工作電壓范圍同步單片式降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，其具有可編程平均輸出電流。LTC3114-1 的專有降壓-升壓型 PWM 控制電路可在整個工作電壓范圍內(nèi)提供低噪聲操作。電流模式控制確保了優(yōu)異的電壓和負載瞬態(tài)響應。

同步、內(nèi)部 MOSFET 開關和引腳可選的突發(fā)模式操作可在整個負載電流范圍內(nèi)保持高效率。平均輸出電流利用一個標準電阻器進行設置，并為實現(xiàn)寬輸入范圍、高效率充電系統(tǒng)或恒定電流、高效率 LED 驅(qū)動器提供了基礎。穩(wěn)壓器接通可通過準確的 RUN 引腳進行編程。在停機模式中靜態(tài)電流僅為 3μA。該器件集成了過熱保護、短路保護和軟起動功能。

LTC3114EDHC-1#TRPBF，￥40.97- ￥75.02

LTC3114EFE-1#PBF，￥42.54- ￥75.02

LTC3114EFE-1#TRPBF，￥40.97- ￥75.02

LTC3114HFE-1#PBF，￥48.74- ￥76.94

LTC3114IDHC-1#PBF，￥46.08- ￥72.78

LTC3114IDHC-1#TRPBF，￥44.35- ￥72.78

LTC3114IDHC-1#WPBF，￥48.03- ￥75.82

LTC3114IFE-1#PBF，￥46.08- ￥72.78

LTC3114IFE-1#TRPBF，￥44.35- ￥72.78

LTC3114MPDHC-1#PBF，￥127.88- ￥178.87

LTC3114MPFE-1#PBF，￥127.88- ￥178.87

評估板SCP-LTC3114-1-EVALZ，￥392.90

評估板SCP-1X2BKOUT-EVALZ，￥284.72

評估板SCP-1X5BKOUT-EVALZ，￥589.36

評估板SCP-5X1-EVALZ，￥589.36

評估板SCP-FILTER-EVALZ，￥203.36

評估板SCP-OUTPUT-EVALZ，￥275.05

評估板SCP-THRUBRD-EVALZ，￥196.45

評估板DC1821B，￥1,178.71

LTC3119

18V、5A、同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器

LTC3119 是一款高效率、18V、單片式、降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器，該器件能夠提供高達 5A 的連續(xù)輸出電流。豐富齊全的功能集成和非常低電阻內(nèi)部電源開關較大限度地縮減了總體解決方案占板面積，甚至對于要求嚴苛的應用也不例外。一種專有的四開關 PWM 架構可在輸入電壓高于、低于、或等于輸出電壓的情況下提供無縫的低噪聲操作。

外部頻率編程以及采用一個內(nèi)部 PLL 的同步實現(xiàn)了 400kHz 至 2MHz 寬開關頻率范圍內(nèi)的操作。2.5V 至 18V 的寬輸入范圍非常適合采用未調(diào)整電源(包括電池組和后備電容器)的操作。在啟動之后，操作可在低至 250mV 的輸入電壓下進行。

該器件的其他特點包括：輸出短路保護、熱過載保護、小于 3μA 的停機電流、電源良好指示器、突發(fā)模式操作和最大功率點控制。

LTC3119EFE#PBF，￥84.41- ￥122.29

LTC3119EFE#TRPBF，￥74.52- ￥122.29

LTC3119EUFD#PBF，￥82.19- ￥119.04

LTC3119EUFD#TRPBF，￥72.55- ￥119.04

LTC3119HFE#PBF，￥91.87- ￥133.07

LTC3119IFE#PBF，￥88.48- ￥128.17

LTC3119IUFD#PBF，￥85.57- ￥123.94

LTC3119IUFD#TRPBF，￥75.55- ￥123.94

LTC3119MPFE#PBF，￥219.00- ￥280.01

評估板DC2129A，￥1,178.71