LT3740EDHC同步降壓控制器的應(yīng)用與快速上手

作為電子工程師，在電源管理電路設(shè)計中，找到合適的控制器至關(guān)重要。今天就來和大家分享一下LINEAR TECHNOLOGY的LT3740EDHC同步降壓控制器及其演示電路DC947。

文件下載：DC947A.pdf

一、DC947演示電路概述

演示電路DC947采用了LT3740EDHC，是一款寬工作范圍、谷值模式、無 (R_{SENSE}^{TM}) 同步降壓控制器。它能在3 - 15VDC的輸入范圍內(nèi)，為高達(dá)10A的負(fù)載提供1.8VDC的輸出電壓，開關(guān)頻率固定為300KHz。

為了能在低至3V的輸入電壓下工作，電路需要為外部功率MOSFET提供足夠的驅(qū)動電壓。LT3740內(nèi)部集成了一個升壓轉(zhuǎn)換器，能提供比輸入電壓高約7V的偏置電壓，用于驅(qū)動頂部MOSFET柵極驅(qū)動器。DC947的默認(rèn)配置也使用該偏置電壓為底部柵極驅(qū)動電路供電，但電路板上預(yù)留了焊盤，方便從其他電源為底部柵極驅(qū)動電路供電。

二、性能指標(biāo)

三、快速啟動步驟

測量準(zhǔn)備

在進(jìn)行測量時，要注意測量輸出電壓紋波時，示波器探頭的接地引線不能過長。可以直接將探頭尖端跨接在 (V{IN}) 或 (V{OUT}) 與GND端子之間來測量輸入或輸出電壓紋波。

具體步驟

1. 設(shè)置跳線：將JP1置于“Up（內(nèi)部參考）”，JP2置于“Up（電壓軟啟動開啟）”，JP3置于“Down（電流軟啟動開啟）”。
2. 連接電源：在電源關(guān)閉的情況下，將輸入電源連接到 (V_{IN}) 和GND。
3. 連接負(fù)載：連接0 - 10A的負(fù)載。
4. 開啟電源：打開輸入電源，確保輸入電壓在3 - 15V之間，注意不要超過15V。
5. 檢查輸出電壓：正常情況下 (V_{OUT}) 應(yīng)為1.8V。如果沒有輸出，可暫時斷開負(fù)載，檢查負(fù)載是否設(shè)置過高。
6. 調(diào)整負(fù)載并觀察參數(shù)：在確定輸出電壓正常后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整負(fù)載，觀察輸出電壓調(diào)節(jié)、紋波電壓、效率等參數(shù)。

四、LT3740的工作原理與特性

電流模式控制與寬輸入電壓范圍

LT3740是一款電流模式同步降壓控制器，能接受低至2.2V、高至22V的輸入電壓，并通過內(nèi)部升壓調(diào)節(jié)器為MOSFET柵極驅(qū)動器提供至少7V的電壓。

無 (R_{SENSE}^{TM}) 操作與電流限制

為了實(shí)現(xiàn)高效率，它支持無 (R_{SENSE}^{TM}) 操作，即通過底部MOSFET的導(dǎo)通電阻讀取開關(guān)電流。芯片還提供了三個用戶可選的電流限制閾值：45mV、75mV和105mV。DC947使用的是中間設(shè)置，電路板上也預(yù)留了焊盤用于選擇其他兩個設(shè)置。

靈活的軟啟動系統(tǒng)與外部參考

LT3740具有一個靈活的軟啟動系統(tǒng)，支持輸出跟蹤。它還配備了一個外部參考輸入，用戶可以在TP5處施加0 - 0.8V的外部參考電壓，以覆蓋內(nèi)部的0.8V參考電壓，從而通過外部信號源控制DC947的輸出電壓。使用該功能時，需要將JP1（REFERENCE）設(shè)置為“EXTERNAL”。

電源良好信號與輸出控制

LT3740有一個高電平有效、開集電極的電源良好信號。在演示板上，該信號通過一個100K電阻上拉至1.8V輸出，可以在TP6方便地讀取。不過要注意，這個上拉電壓可能并非適用于所有電壓系統(tǒng)。

DC947的輸出上電需要將JP2（VOLTAGE_SS）和JP3（CURRENT_SS）都設(shè)置為“ON”位置。如果其中任何一個跳線設(shè)置為“OFF”，輸出將不會開啟。

五、電路配置與優(yōu)化建議

無 (R_{SENSE}^{TM}) 操作配置

如果要使用無 (R_{SENSE}^{TM}) 功能，需要短接R1檢測電阻，并將R14位置的零歐姆電阻移至R13位置，同時將R28更改為1歐姆。此外，根據(jù)所需的輸出電壓、輸入電壓范圍和頻率補(bǔ)償，可能還需要對其他組件進(jìn)行更改。

低輸入電壓下的電源配置

當(dāng)輸入電壓低于7V時，DC947通過R32將底部柵極驅(qū)動電源（BGDP）引腳直接連接到內(nèi)部升壓調(diào)節(jié)器的輸出（BIAS），以確保為功率MOSFET提供足夠的驅(qū)動。如果設(shè)計不需要在低于7V的輸入電壓下工作，可以將BGDP引腳連接到 (V_{IN})，以減輕升壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載并節(jié)省功率。具體操作是將R32位置的零歐姆電阻移至R31位置，并在C25位置添加一個1uF的陶瓷電容，同時移除R30并安裝由D3、Q3和R29組成的欠壓鎖定（UVLO）電路。

六、總結(jié)

LT3740EDHC同步降壓控制器憑借其寬輸入電壓范圍、靈活的電流限制和軟啟動功能，以及支持無 (R_{SENSE}^{TM}) 操作，為電源管理電路設(shè)計提供了很大的靈活性和高效性。DC947演示電路則為我們快速評估和使用該控制器提供了一個很好的平臺。大家在實(shí)際設(shè)計中可以根據(jù)具體需求對電路進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，你在使用類似控制器的過程中遇到過哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評論區(qū)分享交流。