Кроме того, контроллеры высокого напряжения значительно снижают стоимость автомобильной электроники в 12-вольтовых и 24-вольтовых исполнениях, позволяя исключить внешние схемы защиты от выбросов напряжения на шинах, что упрощает решение всего устройства.
Описание схемы и ее функционирование
На рисунке 1 показан двухканальный понижающий преобразователь, VOUT1 5 В, 8A и VOUT2 12 В, 5A.
Рис 1 Электрическая схема LTC3892 в двухканальном преобразователе постоянного тока, выходное напряжение VOUT1 5В, выходной ток 8А, а выходное напряжение VOUT2 12В, выходной ток 5 A
Преобразователь построен на базе LTC3892, этот контроллер выпускается в 32-выводном корпусе QFN и имеет следующие преимущества: широкий диапазон входного / выходного напряжения: от 4,5 В до 60 В, регулируемое напряжение встроенных драйверов затвора от 5 до 10 В, кроме того данный контролер не требует для своего функционирования внешних ограничительных диодов. Кроме того, контроллер LTC3892 обеспечивает защиту от выходного перенапряжения для обоих каналов путем включения нижнего МОП-транзистора в случае перенапряжения. Эта микросхема также обеспечивает и защиту от короткого замыкания.
Силовая часть первого канала включает в себя МОП-транзисторы Q1, Q4, индуктивность L1 и выходной фильтр на основе конденсатора CO1. Силовая часть второго канала включает в себя МОП-транзисторы Q2, Q3, индуктивность L2 и выходной фильтр на основе конденсатора CO2. В схеме использованы стандартные силовые МОП-транзисторы, которые требуют напряжение затвора около 10 В, поэтому контакты DRVUV и DRVSETподтянуты к INTVcc. Вывод VPRG1 также подтянут к INTVcc, чтобы выбрать выходное напряжение 5 В на первом канале. На рисунке 2 представлена эффективность (КПД)
Рис. 2. Кривые эффективности двухканального преобразователя постоянного тока
преобразователя. Здесь для тестирования использовалась плата DC1998A [2].
На рисунке 3 показан одноканальный двухфазный понижающий преобразователь.
Рис. 3. Электрическая схема LTC3892-2 в одноканальном преобразователе постоянного тока, выходное напряжение VOUT 12В, выходной ток 30 A
Он построен на базе LTC3892-2, этот контроллер также выпускается в 32-выводном корпусе QFN- и решает те же задачи, что и LTC3892. Однако две в контролере LTC3892-2 защитные цепи отключены, а именно: защита от перенапряжения и защита от короткого замыкания. Поэтому LTC3892-2 можно использовать в таких приложениях, как зарядные устройства большой мощности, в которых эти функции защиты не требуются. Другим преимуществом LTC3892-2 является возможность поддерживать режим работы пропуска импульсов при синхронизации с внешним тактовым сигналом, что повышает эффективность при работе на низких нагрузках.
Чтобы преобразовать контроллер с двойным выходом в один выход, контакты ITH, FB и RUN одного канала подключены к соответствующим контактам второго канала. Для минимизации потерь на затворе напряжение затвора DRVCC настраивается на 9 В путем установки резистора RG. На рисунке 4 представлена эффективность одиночного выходного преобразователя.
Рис. 4. Кривые эффективности одноканального преобразователя постоянного тока
Для оценки использовалась плата DC2493A [3]. Инженеры, интересующиеся моделированием электронных цепей, могут найти LTspiceмодели обеих рассмотренных схем в [4].
Последний контроллер в семействе — это LTC3892-1. Этот чип имеет меньшее количество выводов, 28-выводной корпус TSSOP. Он не имеет функции PGOOD, не имеет установленного предела тока, но обеспечивает защиту от перегрузки по току и перенапряжения.
Заключение
Контроллеры семейства LTC3892 могут быть успешно использованы в устройствах с высоким напряжением ввода / вывода и в системах с высокой мощностью. При этом микросхемы LTC3892 и LTC3892-1 обеспечивают полный спектр функций защиты, необходимых для разработки полнофункциональных преобразователей постоянного тока, а LTC3892-2 – является хорошим выбором для высокопроизводительных зарядных устройств.
Ссылки
