LT3724是一款單開關(guān)DC/DC控制器，可用于中功率降壓、升壓、反相和SEPIC轉(zhuǎn)換器拓?fù)?。它提供了簡單的解決方案，在寬輸入電壓范圍(4V-60V)和寬負(fù)載范圍內(nèi)以高效率調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。

LT3724特性

LT3724采用200kHz固定頻率電流模式架構(gòu)。內(nèi)部高壓偏置調(diào)節(jié)器允許簡單的啟動和偏置，并且可以由輸出反向驅(qū)動，以提高電源效率和降低IC中的功耗。

用戶可選擇的突發(fā)模式操作可以在寬負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。在突發(fā)模式下，工作靜態(tài)電流降至100 μ A以下，使LT3724非常適合用于有電源維護要求或輕載和空載條件的應(yīng)用。精確的關(guān)斷引腳閾值允許在電壓鎖定下輕松供電，其中靜態(tài)電流降低到小于10μA。

電源短路控制是通過一個外部檢測電阻，通過該電阻LT3724連續(xù)監(jiān)測電感電流。如果電感電流超過最大電流檢測閾值，則發(fā)生脈沖跳變。

LT3724還集成了可編程軟啟動，可在啟動期間控制轉(zhuǎn)換器輸出電壓的壓擺率，以減少電源涌流和輸出電壓超調(diào)。

柵極驅(qū)動器能夠驅(qū)動大，低R(DS(ON))，標(biāo)準(zhǔn)電平，n溝道m(xù)osfet，而無需柵極驅(qū)動器緩沖器。驅(qū)動器使用自引導(dǎo)供電軌道，允許它驅(qū)動高側(cè)MOSFET，如在降壓轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)，或低側(cè)MOSFET，如在升壓轉(zhuǎn)換器中發(fā)現(xiàn)。

車載調(diào)節(jié)器

LT3724的內(nèi)部8V線性穩(wěn)壓器消除了外部穩(wěn)壓器或慢充電滯后啟動方案的需要。該穩(wěn)壓器從轉(zhuǎn)換器輸入電源V(IN)產(chǎn)生為IC供電的本地電源(V(CC))。

如果輸入電壓和/或FET柵極電荷電流足夠低，以避免器件的過度功耗，則板載穩(wěn)壓器可以連續(xù)工作IC。通常的做法是在啟動期間使用板上穩(wěn)壓器，然后在運行期間將V(CC)引腳驅(qū)動到其8V穩(wěn)壓以上。這降低了IC的功耗，提高了轉(zhuǎn)換器的效率。LT3724的啟動要求為V(IN)≥7.5V。這確保了板上穩(wěn)壓器使V(CC)引腳高于其欠壓鎖定閾值6.25V。如果使用外部電源(如轉(zhuǎn)換器輸出)維持V(CC)，則LT3724可以在V(IN)低至4V時繼續(xù)工作。

突發(fā)模式操作

LT3724采用低電流突發(fā)模式操作，在輕載和空載條件下最大限度地提高效率。將BURST_EN引腳短接至SGND使能突發(fā)模式，將BURST_EN引腳短接至V(FB)使能突發(fā)模式。

當(dāng)通過V(C)引腳電壓檢測到所需的開關(guān)電流低于編程電流限制的15%時，突發(fā)模式功能被激活。在Burst間隔期間，開關(guān)停止，除V(CC)穩(wěn)壓器、誤差放大器和帶隙基準(zhǔn)外，所有內(nèi)部IC功能都被禁用。V(IN)引腳的電流減小到20μA, V(CC)電流減小到80μA。如果沒有為V(CC)提供外部驅(qū)動，則所有V(CC)偏置電流都來自V(IN)引腳，總V(IN)電流為100μa。V(C)引腳上的內(nèi)部負(fù)偏移鉗位設(shè)置為低于開關(guān)禁用閾值100mV，限制引腳電壓的負(fù)偏移，并在突發(fā)模式操作期間最小化轉(zhuǎn)換器輸出紋波。

精密關(guān)機閾值

的LT3724SHDN引腳用于監(jiān)控應(yīng)用中的精確關(guān)斷，以及邏輯級控制應(yīng)用。輸入電源欠壓鎖定供電順序或啟動過流保護是很容易實現(xiàn)的驅(qū)動SHDN帶電阻分壓器的引腳來自V(IN)電源，這樣當(dāng)V(IN)處于所需欠壓鎖定上升閾值電壓時，分壓器輸出為1.35V。120mV的輸入遲滯SHDN引腳允許IC在禁用轉(zhuǎn)換器之前承受近10%的輸入電源下降。的SHDN引腳的次級閾值為0.5V，低于該閾值，IC工作在具有I(VIN) &lt的超低電流關(guān)斷模式;10μ。關(guān)機功能可以通過連接SHDN引腳到V(IN)通過一個大值上拉電阻。

連續(xù)高壓電感電流傳感

LT3724采用寬共模輸入范圍電流檢測放大器，工作范圍為0V至36V。該電流感測放大器通過外部感測電阻提供連續(xù)電感電流感測。該方案不需要停機間隔或最小導(dǎo)通時間來監(jiān)測電流，這比傳感開關(guān)電流的方案具有優(yōu)勢。感測放大器監(jiān)測與開關(guān)狀態(tài)無關(guān)的電感電流，因此除非電感電流低于與V(C)引腳電壓對應(yīng)的電流，否則主開關(guān)不會使能。這種“接通”決定在每個周期開始時執(zhí)行，如果發(fā)生過流情況，則跳過單個開關(guān)周期。這消除了許多由最小準(zhǔn)時要求引起的潛在過流危險，例如在啟動、短路或突然輸入瞬態(tài)期間可能發(fā)生的過流危險。

電流模式控制

LT3724采用電流模式控制架構(gòu)，可實現(xiàn)更高的電源帶寬，從而改善線路和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。電流模式控制也需要比電壓模式控制架構(gòu)更少的補償元件，使其更容易在所有操作條件下進(jìn)行補償。

軟啟動

LT3724采用自適應(yīng)軟啟動方案，直接控制DC/DC變換器輸出電壓的上升速率。該方法可以很好地控制輸出電壓超調(diào)和浪涌電流。輸出電壓的上升速率通過連接到轉(zhuǎn)換器輸出的電容器進(jìn)行編程，其中:

2μA = C(OUT)·(所需得爾塔V/得爾塔t)

軟啟動功能將所需的輸出上升率保持在穩(wěn)壓輸出電壓的95%。如果變換器輸出低于70%穩(wěn)壓，則重新啟用軟啟動功能，因此變換器從短時間停機或輸出短路情況下恢復(fù)是優(yōu)雅的。

應(yīng)用程序

這里的應(yīng)用程序僅展示了LT3724可以實現(xiàn)的功能的一個小示例。更多信息請參見數(shù)據(jù)表，包括反相轉(zhuǎn)換器。

30V-60V至24V, 75W DC/DC變換器

圖1顯示了一個30V-60V至24V, 75W的轉(zhuǎn)換器，配置用于電源輸入欠壓鎖定和板載高壓偏置穩(wěn)壓器的全時間使用。本應(yīng)用程序演示了如何以低成本和少于20個組件構(gòu)建高效電源。圖2顯示了轉(zhuǎn)換器效率和功率損耗與負(fù)載電流的關(guān)系。

IC的功率通過LT3724的內(nèi)部V(CC)穩(wěn)壓器直接從V(IN)獲得。V(IN) UVLO通過電阻分壓器編程，使LT3724處于指定V(IN)范圍低端的90%，即27V，對應(yīng)于SHDN引腳電壓超過1.35V。的SHDN輸入有120mV的遲滯，所以當(dāng)V(IN)低于24V時，變換器將被禁用。

LT3724軟啟動功能控制啟動時輸出電壓的升壓率，使通過軟啟動電容器的電流為2 μ A，因此轉(zhuǎn)換器輸出以2 μ A/1nF或2V/mS的控制速率上升。圖3顯示了軟啟動斜坡。

4V-60V至12V, 2A SEPIC轉(zhuǎn)換器

在輸出電壓在9V至20V范圍內(nèi)的LT3724轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中，通過將電源輸出的二極管連接到V(CC)引腳來完成轉(zhuǎn)換器輸出的反饋V(CC)。圖4顯示了一個15V到12V, 2A SEPIC轉(zhuǎn)換器，配置為使用12V輸出電壓來反向驅(qū)動V(CC)。該應(yīng)用程序還通過配置LT3724來控制SEPIC轉(zhuǎn)換器，顯示了LT3724的多功能性。SEPIC轉(zhuǎn)換器用于輸入電壓可以小于或大于輸出電壓的地方，例如電池供電的應(yīng)用。

在一些DC/DC變換器應(yīng)用中，變換器必須承受或運行間歇性輸入電壓漂移。這是典型的汽車電池電壓應(yīng)用，其中高壓線路瞬態(tài)，如負(fù)載轉(zhuǎn)儲或低壓瞬態(tài)，如啟動必須適應(yīng)。該轉(zhuǎn)換器設(shè)計優(yōu)化為在15V標(biāo)稱輸入電壓下工作，但可以在4V至60V的寬輸入范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓。圖5顯示了轉(zhuǎn)換器效率和功率損耗與負(fù)載電流的關(guān)系。

該轉(zhuǎn)換器還使用外部電流限制折回方案。這個折疊電路由一個1N4148二極管(D2)和一個電阻(R5)組成。電流限制折疊電路在啟動的前幾個開關(guān)周期提供額外的控制，并提供減少的短路輸出電流。當(dāng)輸出在地時，二極管/電阻鉗位V(C)引腳的值對應(yīng)于編程最大電流的25%。該電路僅在V(OUT)接近地時有效，一旦輸出電壓上升超過約10%穩(wěn)壓，電路就完全失效。

8V-16V至24V, 50W升壓轉(zhuǎn)換器

圖6所示的24V Boost變換器在50W下以少于20個元件實現(xiàn)了95%以上的轉(zhuǎn)換效率。因為這是一個升壓轉(zhuǎn)換器，V(CC)是由輸入電壓驅(qū)動，以提高效率和降低功耗。圖7顯示了效率和功率損耗與負(fù)載電流的關(guān)系。

結(jié)論

LT3724是一款功能豐富的DC/DC控制器，具有足夠的通用性，可以配置為控制多種轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。它提供了一種簡單而廉價的解決方案，可以在寬輸入電壓范圍和寬負(fù)載范圍內(nèi)高效地調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。

集成的高壓調(diào)節(jié)器促進(jìn)了真正的單電源操作。突發(fā)模式操作提高了輕載和空載運行時的效率。電流模式控制體系結(jié)構(gòu)允許電源控制回路的簡單設(shè)計和優(yōu)異的瞬態(tài)響應(yīng)。連續(xù)電流傳感保護電源在過流或短路故障情況下不被損壞。創(chuàng)新的軟啟動功能限制輸出電壓超調(diào)和浪涌電流在啟動，停電或短路恢復(fù)。