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-升壓等拓撲。
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拓撲的并不多。SEPIC拓撲其實非常實用,因為無論輸入電壓遠低于或遠高于輸出電壓,它都能提供穩(wěn)定的電平輸出。
這一特性在有些場合是非常關鍵的,尤其是汽車應用中電子產(chǎn)品在冷啟動和拋負載時,以及工業(yè)應用中工廠的供電線路較長或者突然掉電時。油氣設備可以通過 SEPIC變換器將多個不同的電源連接至負載來提高系統(tǒng)可靠性,如果其中一個電源出現(xiàn)故障,即使輸入電壓不同,SEPIC變換器可以通過另一個電源來為負載供電。
電路描述及功能
圖1. LT8711用于SEPIC和降壓應用的電路原理圖。
圖1示例的動力控制系統(tǒng)原理圖是一個基于LT8711的同步SEPIC變換器,其中包含:
* 兩個非耦合電感L1和L2
* N溝道調(diào)制MOSFET管MN1,通過引腳BG驅(qū)動
* 兩個P溝道同步MOSFET管MP1和MP2,通過引腳TG驅(qū)動
* 解耦電容C1、C2和C3
* 輸入和輸出濾波器
圖2. LT8711用于SEPIC應用的轉換效率。
圖2顯示了輸入電壓為14V時變換器的效率,同步結構能夠保證較高的轉換效率,峰值效率達到93.4%。圖3和圖4顯示了當輸入電壓降到比輸出電壓低或者升到比輸出電壓高時,變換器輸出依然能夠保持穩(wěn)定。標準演示電路DC2493A經(jīng)過重新設計,輸出電流從4A增加到6A,MOSFET管MN1和MP1、電感L2被圖1所示的零件替代。
圖3. 冷啟動狀態(tài)。輸入電壓VIN從15V降至6V時,VOUT保持12V穩(wěn)定。
圖4. 拋負載狀態(tài)。輸入電壓從10V升至20V時,Vout保持穩(wěn)定。
通過一個被重新設計的演示電路DC2493A來評估此設計,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)手冊中則詳細介紹了如何選擇SEPIC電路參數(shù)。下面是峰值電壓和電流的基本表達式,以幫助理解此拓撲的工作模式。
IL1 = IIN + ?IL1
IL2 = IOUT + ?IL2
VBG = VTG = VIN + VOUT
ITG = IBG = IIN + IOUT + ?I/2
圖5. DC2493A和SEPIC工作時的熱影像(VIN=14V、VOUT=12V、IOUT=6A)。溫度最高的零件是MNI 77°C。
結 論
LT8711是一款通用且靈活的控制器,可設計用于同步降壓、升壓、 SEPIC、ZETA和非同步降壓-升壓轉換器。需要特別指出的是,同步SEPIC拓撲使得輸出電壓在落入輸入電壓范圍中間時仍然可以產(chǎn)生很高的轉換效率,尤其適合汽車和工業(yè)應用。
審核編輯 黃昊宇
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