一款具有4.5V至60V輸入/輸出電壓范圍的高電壓系列控制器

引言

LTC3892是一款通用控制器，廣泛應用于汽車和工業(yè)應用領域。該控制器的主要優(yōu)點是能夠通過調節(jié)開關 MOSFET的柵極電壓降低功耗，并且在關斷時具有極低的靜態(tài)電流，僅為 3.6 μA。

這是一款具有 4.5 V 至 60 V 輸入/輸出電壓范圍的高電壓系列控制器。它對工業(yè)客戶非常有吸引力，因其能在 48V 輸入電源軌應用中采用成本更低的緊湊降壓型轉換器替代昂貴、笨重的變壓器。高電壓控制器通過免除外部瞬態(tài)和過壓保護電路簡化了整體設計，從而顯著降低了 12 V 和 24 V 輸入軌應用中汽車電子設備的成本。

電路說明和功能

圖 1 示出了一款雙輸出降壓型轉換器，VOUT1 為 5 V/8 A，VOUT2為 12 V/5 A。該轉換器采用了 LTC3892，此控制器可提供 32 引腳 QFN 封裝，并擁有以下功能：電流檢測電壓范圍可通過 ILIM引腳設置、VPRG1引腳能夠在無需使用外部電阻分壓器的情況下將輸出電壓設定為 3.3 V 或 5.0 V、PGOOD引腳用于指示兩個輸出的電源良好。LTC3892 還通過在發(fā)生過壓時接通底端 MOSFET為兩個通道提供輸出過壓保護。此芯片通過實施折返電流限制提供針對短路情況的保護。

圖 1. LTC3892 應用于一款雙輸出 DC/DC 轉換器 (VOUT1 為 5 V/8 A，VOUT2 為 12 V/5 A) 時的電原理圖。

第一個通道的功率鏈路包括 MOSFET Q1、Q4、電感器 L1 和一個基于 CO1 的輸出濾波器。第二個通道的功率鏈路包括 MOSFET Q2、Q3、電感器 L2 和一個基于 CO2 的輸出濾波器。MOSFET 不是邏輯電平器件，引腳 DRVUV 和 DRVSET 連接至 INTVCC，以提供一個 10 V 柵極驅動電壓。引腳 VPRG1 連接至 INTVCC，以在第一個通道上選擇 5 V 輸出電壓。圖 2 示出了轉換器的效率。DC1998A 用于測試。

圖 2. 雙輸出 DC/DC 轉換器的效率曲線。

圖 3 示出一款單輸出、雙相降壓型轉換器。該轉換器采用了LTC3892-2，這是一款擁有32引腳QFN封裝的控制器，具有與LTC3892類似的功能。但是兩個保護電路被禁用：沒有過壓保護，也沒有由短路禁止電路提供的保護。該芯片可用于高功率電池充電器應用，此類應用不會用到也不需要這些保護功能。

圖 3. LTC3892-2 應用于一款單輸出 DC/DC 轉換器 (VOUT 為 12 V/30 A) 時的電原理圖。

LTC3892-2的另一個優(yōu)點是它能夠在與外部時鐘同步的同時支持脈沖跳躍操作模式。這提高了輕負載運行時的效率。

如需將雙輸出控制器轉換為單輸出，則將一個通道的 ITH、FB 和RUN 引腳連接至第二個通道的對應引腳。通過設定從 DRVSET 引腳引出的電阻器 RG 將 DRVCC 的柵極電壓選擇為 9 V，可以最大限度降低柵極損耗。圖 4 示出了單輸出轉換器的效率。DC2493A用于評估。

圖 4. 單輸出 DC/DC 轉換器的效率曲線。

該系列的最后一款 IC 是 LTC3892-1。這款芯片的引腳數(shù)目較少，采用 28 引腳 TSSOP 封裝，不具備 PGOOD 功能，而且沒有可選的電流限制，但是它提供了過流和過壓保護。

結論

LTC3892 系列控制器可以在高輸入/輸出電壓、高功率應用中成功使用。LTC3892 和 LTC3892-1 具備設計全功能型 DC/DC 轉換器所需的各種保護特性。LTC3892-2 是高功率充電器應用的理想選擇。