摘要: LTC3785 buck-boost控制器提供了一种简单,高效,低零件数的单转换器解决方案,易于实现,并且没有传统电路相关的任何缺点。
产生总是高于或低于输入电压范围的输出电压可以很容易地分别由传统的升压或降压稳压器处理。然而,当输出电压在输入电压范围内时,如在许多需要3V或3.3V输出的锂离子电池供电的应用中,传统的设计不足,受到各种低效率,复杂的磁性,极性反转和电路复杂性的影响。LTC3785 buck-boost控制器提供了一种简单,高效,低零件数的单转换器解决方案,易于实现,并且没有传统电路相关的任何缺点。
3.3V, 3A转换器从2.7V-10V源操作
图1显示了同步,4开关,降压升压设计,从2.7V-10V输入提供3.3V, 3A输出,非常适合锂离子和/或松散调节的墙壁适配器输入。控制器提供短路保护,为严重过载故障提供打嗝模式或闭锁操作的选择。其他功能包括软启动,过压保护(OVP)和2.7V-10V输出范围。
图1所示 使用LTC3785从2.7V-10V电源在3A输出时提供3.3V电压的降压-升压转换器原理图。
该电路在整个输入电压范围内产生无缝工作,可作为同步降压变换器、同步升压变换器或两者的组合通过过渡区工作。当输入电压远高于输出电压时,变换器工作在降压模式。开关Q1A和Q1B换向输入电压,Q2A保持导通,L1接输出。当输入电压降低并接近输出时,变换器在桥的输入(降压)侧接近最大占空比,桥的输出(升压)侧开始切换,从而进入降压-升压或4开关区域工作。当输入进一步减小时,变换器以最小升压占空比进入升压区。开关Q1A保持导通,将电感连接到输入端,而开关Q2A和Q2B在输出电容和地之间将电感的输出端换流。
在升压模式下,该转换器具有限制输入电流和关闭源端与输出端断开的能力,这是传统升压转换器无法提供的两个非常理想的特性。图2、3和4显示了降压(10V(IN))、升压(2.7V(IN))和降压-升压(3.8V(IN))工作模式下的输入端和输出端开关波形以及电感电流。
图2 输入端和输出端开关波形以及降压模式(10V(IN))的电感电流。
图3 输入端和输出端开关波形以及升压模式(2.7V(IN))的电感电流。
图4 输入端和输出端开关波形以及降压升压模式(3.8V(IN))的电感电流。
95%的效率
图5显示了正常(非强制连续传导)和突发模式操作的效率。在典型负载下,效率高达95%。这种性能水平部分源于复杂的控制器功能,包括用于n沟道mosfet的高侧驱动器和用于电流限制的R(DS(ON))电流传感。通过使用更大的电感和更好的mosfet,可以实现更高的效率。效率在10V in将受益于电感与低损耗铁氧体核心,特别是在轻负载。这个电路很容易适合0.6英寸(2)与电路板两侧的组件。这些曲线显示了突发模式如何在极轻负载下提高效率,显着提高了存储等应用程序的电池寿命,即使在系统关闭时也必须保持管家功能。
图5 效率在正常模式和突发模式操作。
结论
LTC3785 buck-boost控制器以平滑过渡、4开关、单ic解决方案克服了传统设计的不足。它简洁优雅,效率高,只需要少量廉价的外部组件。LTC3785采用小型4mm × 4mm QFN封装以及28引脚SSOP。
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