汽車和工業(yè)可以高效同步的SEPIC控制器

Victor Khasiev ADI公司

簡(jiǎn)介

LT8711是一款直流-直流控制器，支持同步降壓、升壓、SEPIC、ZETA和非同步降壓-升壓等拓?fù)洹?a target="_blank">ADI公司有多款同步降壓、升壓變換器和控制器，但支持同步SEPIC拓?fù)涞牟⒉欢?。SEPIC拓?fù)淦鋵?shí)非常實(shí)用，因?yàn)闊o(wú)論輸入電壓遠(yuǎn)低于或遠(yuǎn)高于輸出電壓，它都能提供穩(wěn)定的電平輸出。這一特性在有些場(chǎng)合是非常關(guān)鍵的，尤其是汽車應(yīng)用中電子產(chǎn)品在冷啟動(dòng)和拋負(fù)載時(shí)，以及工業(yè)應(yīng)用中工廠的供電線路較長(zhǎng)或者突然掉電時(shí)。油氣設(shè)備可以通過(guò)SEPIC變換器將多個(gè)不同的電源連接至負(fù)載來(lái)提高系統(tǒng)可靠性，如果其中一個(gè)電源出現(xiàn)故障，即使輸入電壓不同，SEPIC變換器可以通過(guò)另一個(gè)電源來(lái)為負(fù)載供電。

電路描述及功能

圖1示例的動(dòng)力控制系統(tǒng)原理圖是一個(gè)基于LT8711的同步SEPIC變換器，其中包含：

* 兩個(gè)非耦合電感L1和L2* N溝道調(diào)制MOSFET管MN1，通過(guò)引腳BG驅(qū)動(dòng)* 兩個(gè)P溝道同步MOSFET管MP1和MP2，通過(guò)引腳TG驅(qū)動(dòng)* 解耦電容C1、C2和C3* 輸入和輸出濾波器

圖2顯示了輸入電壓為14 V時(shí)變換器的效率，同步結(jié)構(gòu)能夠保證較高的轉(zhuǎn)換效率，峰值效率達(dá)到93.4%。圖3和圖4顯示了當(dāng)輸入電壓降到比輸出電壓低或者升到比輸出電壓高時(shí)，變換器輸出依然能夠保持穩(wěn)定。

標(biāo)準(zhǔn)演示電路DC2493A經(jīng)過(guò)重新設(shè)計(jì)，輸出電流從4 A增加到6 A，MOSFET管MN1和MP1、電感L2被圖1所示的零件替代。

圖1. LT8711用于SEPIC和降壓應(yīng)用的電路原理圖。

圖2. LT8711用于SEPIC應(yīng)用的轉(zhuǎn)換效率。

圖3. 冷啟動(dòng)狀態(tài)。輸入電壓VIN從15 V降至6 V時(shí)，VOUT保持12V穩(wěn)定。

圖4. 拋負(fù)載狀態(tài)。輸入電壓從10 V升至20 V時(shí)，Vout保持穩(wěn)定。

通過(guò)一個(gè)被重新設(shè)計(jì)的演示電路DC2493A來(lái)評(píng)估此設(shè)計(jì)，其熱影像如圖5所示。LT8711的演示電路中可以找到采用了類似解決方案的LTspice?模型，其數(shù)據(jù)手冊(cè)中則詳細(xì)介紹了如何選擇SEPIC電路參數(shù)。

下面是峰值電壓和電流的基本表達(dá)式，以幫助理解此拓?fù)涞墓ぷ髂Ｊ健?/p>

結(jié)論

LT8711是一款通用且靈活的控制器，可設(shè)計(jì)用于同步降壓、升壓、SEPIC、ZETA和非同步降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。需要特別指出的是，同步SEPIC拓?fù)涫沟幂敵鲭妷涸诼淙胼斎腚妷悍秶虚g時(shí)仍然可以產(chǎn)生很高的轉(zhuǎn)換效率，尤其適合汽車和工業(yè)應(yīng)用。

圖5. DC2493A和SEPIC工作時(shí)的熱影像（VIN=14 V、VOUT=12 V、IOUT=6A）。溫度最高的零件是MNI 77°C。

作者簡(jiǎn)介

Victor Khasiev是ADI高級(jí)應(yīng)用工程師。Victor在電力電子尤其是交流-直流和直流-直流變換方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。他擁有兩項(xiàng)專利，并撰寫了多篇與在汽車和工業(yè)應(yīng)用中采用ADI半導(dǎo)體有關(guān)的文章，涵蓋升壓、降壓、SEPIC、正-負(fù)、負(fù)-負(fù)、反激式、正激式變換器和雙向備用電源等。他的專利與高效功率因數(shù)校正解決方案和先進(jìn)柵極驅(qū)動(dòng)器有關(guān)。Victor樂(lè)于為ADI客戶提供支持：解答有關(guān)ADI產(chǎn)品、電源原理圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證、印刷電路板布局、故障排查等問(wèn)題并參與測(cè)試最終系統(tǒng)。