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    LTC7803 或先進電源便捷設計之路

      2020年07月27日  

    簡介
           LTC7803是ADI公司開發的一款同步降壓型控制器,可簡化高性能電源的設計。這款控制器具有以下主要特性:集成低阻抗柵極驅動器,能夠切換N通道MOSFET,從而降低整體轉換器成本,提高效率;極低工作靜態電流(5 μA);40 V寬輸入/輸出電壓范圍;100 kHz至3 MHz的極高可編程開關頻率范圍;檢測電阻或DCR檢測可進一步提升效率;以及100%占空比。另外支持Spread Spectrum?(擴頻)操作。LTC7803在±15%范圍內調節開關頻率,這可簡化EMI合規要求并降低EMI濾波器成本。

    電氣原理圖和功能
            降壓型轉換器的電氣原理圖如圖1所示。該轉換器從5 V至38 V輸入軌提供3.3 V電壓和20 A。電驅動系統包括MOSFET Q1至Q4、電感L1和輸入/輸出濾波器電容。MODE引腳和跳線JP1定義強制連續導通、跳脈沖或Burst Mode?(突發模式)操作。每種操作模式都各有優缺點。在FCM中,整個輸出電流范圍內的低輸出紋波以犧牲輕負載下的效率為代價。突發模式可在輕負載或無負載下提供高效率,但輕負載下的輸出電壓紋波更高。
            LTC7803的另一個優勢是能夠與外部時鐘同步,從而可避免主機系統中不同頻率相互作用造成干擾問題。跳線JP2 (FREQ SET)允許在固定頻率之間選擇、同步到外部時鐘或進行擴頻操作。請注意,如果選擇突發模式(MODE引腳連接至GND)并激活同步功能(PLLIN/Spread引腳上的時鐘脈沖),則控制器在FCM中運行。從實際的角度來說,在這種情況下最好使用脈沖跳躍模式。脈沖跳躍模式(通過100 k?電阻將MODE引腳連接至INTVCC)在輕負載下提供的效率要比FCM高得多。

     
    圖1.基于LTC7803的轉換器電氣原理圖,VIN為5 V至38 V,VOUT為3.3 V(20A時)

    效率和擴頻操作
            圖2顯示了突發模式下具有不同輸入電壓的轉換器效率。
     
    圖2.脈沖跳躍和突發工作模式下的轉換器效率

            圖3所示的DC2834A演示板用于LTC7803評估。圖4顯示DC2834在滿載下的熱圖像。
     
    圖3.DC2834A演示板

            擴頻操作是LTC7803的一個重要優勢。該特性大幅降低了轉換器的輻射和傳導噪聲,并顯著簡化了整個系統對EMI標準的合規要求。圖5比較了在CISPR 25 5類限制下,有擴頻操作和無擴頻操作的兩次傳導EMI掃描結果。
     
    圖4.在自然對流冷卻、沒有空氣流動的情況下,VIN為12V、VOUT為3.3V,電流為20A時,轉換器的熱圖像。
     
    圖5.在CISPR 25 5類限制下啟用和禁用擴頻操作(固定頻率)的傳導EMI掃描結果

    結論
            低IQ同步降壓型控制器LTC7803可顯著簡化高效率功率轉換器設計。它能夠在各種輸入/輸出電壓下工作,并具有出色的瞬態響應性能。LTC7803具有一些極重要的特性,如突發模式和擴頻操作,進一步提高了效率和EMI標準合規性。

    標簽:電源 同步降壓型控制器 EMI我要反饋
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