LTC7803是ADI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 kΩ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。

 

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。

 

圖4. 在自然對流冷卻、沒有空氣流動的情況下，VIN為12 V、VOUT為3.3 V， 電流為20 A時，轉換器的熱圖像。

 

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。
(來源：亞德諾半導體)