用开 关SB来为电感续流

 三极管新闻     |      2019-05-16 21:15

  LTC3780是一款高性能的能降压-升压的开关型稳压器,可在输入电压高于、低于或等于输出电压的条件下工作。恒定频率电流模式架构提供了一个高达400Hz的可锁相频率,可以在4~30V宽输入和输出范围内实现不同工作模式间的无缝切换。

  在图1电路中,受LTC3780控制的4只MOS管,可简化为图3所示。而LTC3780的工作模式与占空比的关系如图4所示。

  在图5中,LTC3780控制4个电子开关,其中SA、SB在输入电源半桥电路,SC、SD在输出电源半桥电路。实际上用低内阻大电流场效应管来作为上述4个电子开关。LTC3780控制这4个功率场效应管栅极,使得图5电路可以实现开关降压或者开关升压的效果。借助于LTC3780可以在输入电压为4~36V的宽输入电压和宽输出电压范围内,无缝切换使电路工作于降压或升压,仅仅只需要一个6.8H小电感,开关电源最高效率可以做到0.99。

  当输入电压VIN、高于所需要设定的输出电压VOUT时,LTC3780工作在Buck开关降压工作模式,这时LTC3780令SD常闭,SC常开,只控制SA和SB交替接通和截止,用开关SA给电感L供电,用开关SB来为电感续流,获得降压型Buck开关稳压输出效果,如图6所示。

  当需要设置输出电压VOUT高于输入电源电压VIN时,LTC3780自动切换为Boost升压工作模式。这时LTC3780令SA常闭,而SB常开,输入电源经直通的SA供电给电感L,SC与SD交替通、断,当SC导通SD截止时,电源VIN给电感L储存磁能,而在SC截止,同时SD导通时电感放电实现Boost升压工作模式,如图7所示。

  当需设定的输出电压VOUT接近输入电源电压VIN时,LTC3780使SA和SD在每个周期的大部分时间内处于导通状态。仅仅为了适应输出与输入电源电压之间很小的电位差,LTC3780在每个周期的暂短时间内,控制电感L的充电、放电,是靠SA-SC在VIN对地之间接通,或者SB-SD在VOUT对地之间接通,来稳定输出电压。以LTC3780为核心的开关电源,如图8所示,选择图8中定置R1阻值,就可预置VOUT输出电压的数值,十分方便。

  以LTC3780为核心,只加两片凌特公司的悬浮栅极驱动电路(LTC4440),可以使LTC3780的输入电压VIN扩展到36~72V。而输出电压可在24~48V之间任意设定,如图9所示。

  当然,这只是LTC3780功能扩展实例之一,其他还有许多方案,例如:可以满足蓄电池厂家的要求适配为任何预置电压,也可以适应用户的需要,把LTC3780功能扩展到满足用户使用要求,只需要更换相应的场效应功率管规格及其驱动电路,并精心优化两端电感,就可达到目的。

  利用LTC3780为核心的开关电源模块,不经过图9的扩展,可以使6~30V蓄电池,任意在6~30V范围内设定输出电压。

  为了使蓄电池能够提供足够大的起动电流,而不危及蓄电池寿命,可以在蓄电池的端子,即开关电源的输入端,并联一个法拉级电容,并在开关电源输出端,再并联一个法拉级电容,借助于这两个法拉级电容,能够大幅度改善蓄电池的供电能力,使安装了以LTC3780为核心的开关电源模块之后的输出端,具有十分优异的外特性,这对蓄电池生产厂家而言,是巨大的商业机会,而对应用电池的用户而言,提供了更大的灵活性。至于什么样的电池配什么样的法拉级电容,主要由用户订单需求而决定,也取决于定价,如图10所示。

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