LTC3788 采用一个两级升压型转换器以产生高电压

 

LTC3788-1 & LTC4440-5 - Two-Stage High Voltage Boost Converter

 

LTC3788-1 和 LTC4440-5 - 两级高电压升压型转换器

采用低电平电源来产生高电压并不是一件容易的工作。当试图在高升压比条件下实现单级升压时,工程师们面临着下列问题。

  • 升压控制器中的最大占空比限制
  • 在长占空比条件下效率急剧下降
  • 当把转换器从连续导通模块 (CCM) 变至断续导通模式 (DCM) 以缩短占空比时,高峰值电流和 EMI 会带来难题

解决该问题的一种方法是采用一个两级升压型转换器。第一级负责产生一个中间电压轨,该电压轨随后由第二级提升至合乎需要的高电压电平。LTC®3788 是一款非常好的可选方案,以依靠单个控制器实现该拓扑。LTC3788 是一款高性能、两相、双通道、同步升压型转换器控制器,用于驱动全 N 沟道功率 MOSFET。第一级可利用同步整流,这提高了效率、减少了功率损耗并降低了散热要求。该控制器开关引脚的最大 ABS 额定值为 70V,而且其为在第二级上采用同步整流的限值。然而,如果需要高于 70V 的电压电平,可以很容易地对其重新接线至非同步。

上面给出的原理图以及用于两级升压型转换器的 LTC3788-1 控制器的 LTspice 仿真示出了一款针对高于 70V 输出电压的解决方案。通过一个检测电阻器和一个电感器的输入电压由同步的第一级提升至中间电平,然后变成非同步的第二级输入电压。该电路的输入电压范围为 3V 至 36V (标称值为 12V),而输出则为 140V/1A。不过,当输入电压低于 10V 时输出电流将减小。

另外,该原理图还反映了这种方法的两个局限。SENSE 引脚的最大 ABS 额定值为 40V,第一级的输出不得超过该电平,因为它是第二级的一个输入。而且,INTVcc 和开关 FET 的栅极电压为 5V。在标准 FET 与 7V 至 12V 的栅极电压一起使用的高电压应用中,这个电压是不够的。因此,采用一个 LDO 来对 LTC4440 高电压高端栅极驱动器和 LTC3788 施加偏置。或者,也可采用一个降压型转换器以提高效率。

作者

Victor Khasiev

Victor Khasiev

Victor Khasiev 是 ADI 高级应用工程师。Victor 在 AC/DC 和 DC/DC 转换的电力电子领域拥有丰富的经验。 他拥有两项专利,撰写了多篇文章。这些文章与在汽车和工业应用中使用的 ADI 半导体有关。涵盖了升压、降压、SEPIC、正-负、负-负、反激式、正激式转换器和双向备用电源。他的专利涉及高效功率因数校正解决方案和先进栅极驱动器。Victor 乐于为 ADI 客户提供支持:解答有关 ADI 产品、电源原理图设计和验证、印刷电路板布局、故障排查等问题并参与测试最终系统。

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Gabino Alonso

Gabino Alonso目前是Power by Linear™部门的营销经理。加入ADI公司之前,Gabino在凌力尔特、德州仪器、加州理工州立大学和卡布利洛学院担任过营销、工程、运营和教育方面的不同职位。他拥有加州大学圣巴巴拉分校电子和计算机工程硕士学位。