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高效率4开关降压-升压控制器提供精确的输出电流限制

来源:analog 发布时间:2024-01-15

摘要: LTC3789是一个buck-boost开关调节器控制器,在恒定的开关频率下工作在电流模式下。电流模式控制简化了环路补偿,产生了优异的负载和线路瞬态响应,只有小的输出和输入电容。

当转换器的输入电压可以高于或低于稳压输出电压并且不需要隔离时,4开关降压-升压转换器(图1)通常是基于变压器的拓扑结构的更好替代方案。buck-boost转换器提供更宽的输入电压范围,更好的效率,并且不需要笨重的变压器。降压-升压转换器比可比的SEPIC转换器效率高得多。


图1所示。使用LTC3789的4开关降压-升压转换器。

LTC3789是一个buck-boost开关调节器控制器,在恒定的开关频率下工作在电流模式下。电流模式控制简化了环路补偿,产生了优异的负载和线路瞬态响应,只有小的输出和输入电容。此外,精确的电感电流限制允许使用小尺寸电感。

LTC3789特性

内部振荡器可以通过电阻器编程,施加电压,或锁相到200kHz至600kHz频率范围内的外部时钟。LTC3789的宽4V至38V(最大40V)输入和输出范围以及工作区域之间的无缝,低噪声转换是汽车,电信和电池供电系统的理想选择。通过为输入端mosfet(例如LTC4444-5)添加高压栅极驱动器,可以轻松实现更高的输入电压。

图1显示了buck-boost转换器的简化原理图。LTC3789控制四个外部n沟道mosfet (A, B, C, D)。功率级使用一个电感(L)和一个电流检测电阻(R(sense))进行电流模式控制和电感电流限制。图2至4显示了降压、降压-升压和升压工作模式的开关波形。


图2。降压模式[VIN = 20V, VOUT = 12V]。


图3。升压模式[VIN = 11V, VOUT = 12V]。


图4。升压模式[VIN = 8V, VOUT = 12V]。

LTC3789提供低规格28引脚4mm × 5mm QFN和窄SSOP封装。

12V, 5A输出从4V到38V输入

图5显示了一个降压升压稳压器,它采用4V到38V的输入,并将其转换为固定的12V。


图5。稳压12V, 5A输出从4V到38V的输入和相关的效率和功率损耗曲线。

LTC3789包括两个内部串联稳压器,为栅极驱动器和控制电路提供5.5V。在启动过程中,电流从V(IN)(最大额定40V)提取,但一旦EXTV(CC)上的电压超过4.8V,就切换到EXTV(CC)(最大额定14V),以减少功率损耗。

这种4开关拓扑结构允许在关机期间将输出与输入断开。LTC3789具有可调软启动,启动时无反向电流和1%输出电压精度。

MODE/PLLIN引脚可用于在脉冲跳变模式和强制连续模式操作之间进行选择,或允许IC与外部时钟同步。脉冲跳变模式在轻负载下提供最低纹波,而强制连续模式在噪声敏感应用中以恒定频率工作。

电源良好输出引脚(PGOOD)表示输出在其设定点的10%以内。

精确的输出(或输入)电流限制

图6所示的可选输出电流反馈回路为电池充电和其他恒流应用提供了支持,在这些应用中,精确的输出电流限制是必不可少的。输出电流限制功能提供了一个恒定的电流特性——即使输出电压被过流条件拉低,输出电流也被限制在一个恒定的水平。或者,检测电阻可以简单地移动到输入端,以准确地控制最大输入电流。


图6。可选输出电流限制。

结论

LTC3789是一款恒频电流模式降压升压开关调节器控制器,可接受4V至38V宽输入电压范围。单电感拓扑结构在紧凑的占地面积下产生高功率密度和高效率。其可选的电流限制功能是有用的应用,如电池充电,其中精确的电流控制是必要的。

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