LT?3752、LT3752-1 和 LT3753 是高度集成的高性能有源箝位正激式控制器,可最大限度地減少外部組件數量、解決方案尺寸和成本。其中兩個控制器 LT3752 和 LT3753 專為高達 100V 的輸入而設計,而 LT3752-1 專為輸入電壓大于 100V 的應用而設計 — 適合于高壓汽車電池和離線隔離電源、工業、汽車和軍事系統。所有產品都為單IC輸出功率水平提供緊湊、多功能和高效的解決方案,功率水平高達400W。堆疊式轉換器輸出串聯支持更高的功率水平。
部分 | 輸入范圍 | 有源鉗位驅動器 | 家政反激控制器 |
LT3753 | 8.5V–100V | 低側 | 不 |
LT3752 | 6.5V–100V | 低側 | 是的 |
LT3752-1 | 100V–400V+ | 高邊 | 是的 |
無光模式操作通過精確的可編程伏秒箝位進行調節
圖 1 示出了一款完整的 150W 正激式轉換器,由于 LT3752 具有準確的可編程伏秒箝位功能,因此無需光耦合器。對于在連續導通模式下工作的正激轉換器,輸出電壓為 V外= V在? N ? D,其中 V在是輸入電壓,N是次級與初級匝數比,D是占空比。LT3752、LT3752-1 和 LT3753 的 OUT 引腳上的占空比箝位反向跟蹤 V在保持恒定的 V外超過輸入電壓范圍。
圖1.150W 正激式轉換器,無光電模式
在有源伏秒箝位方案中,精度為 V外很大程度上取決于伏秒鉗位的精度。競爭電壓箝位解決方案使用從系統輸入端連接的外部RC網絡來觸發內部比較器門限。RC方法的精度受到外部電容誤差、RC時間常數與IC開關周期之間的器件間不匹配、內部比較器閾值誤差以及低輸入電壓充電非線性的影響。
為確保器件之間的準確調節,LT3752、LT3752-1 和 LT3753 具有經過修整的定時電容器和比較器門限。圖 2 顯示 V外與各種輸入電壓的負載電流的關系。
圖2.不同輸入電壓下的輸出電壓與負載電流的關系
如果設置占空比箝位的電阻器開路,該器件會立即停止開關,從而防止器件在沒有伏秒箝位的情況下運行。
集成內務管理反激式控制器
LT3752 / LT3752-1 包括一個用于產生一個內務管理電源的內部恒定頻率反激式控制器。內務管理電源可以有效地為初級和次級IC提供偏置,無需從主正激變壓器的輔助繞組產生偏置電源,從而顯著降低變壓器的復雜性、尺寸和成本。
內務供應可用于超速驅動 INTV抄送引腳從部件外部獲取電源,提高效率,提供額外的驅動電流并優化 INTV抄送水平。內務管理電源還允許在主正激式轉換器開始開關之前偏置至任何次級側 IC。這樣就無需在次級側使用外部啟動電路。
精密欠壓鎖定和軟啟動
精準的 LT3752 / LT3752-1 欠壓閉鎖 (UVLO) 功能可用于電源排序或啟動過流保護 — 只需將一個電阻分壓器從 V 施加到 UVLO 引腳在供應。
UVLO 引腳具有可調輸入遲滯,允許 IC 在接合軟停止之前抵抗輸入電源壓降。在軟停止期間,轉換器在折回開關頻率、伏秒箝位和 COMP 引腳電壓時繼續開關。LT3752、LT3752-1 和 LT3753 在 UVLO 引腳 — V 處具有一個約 400mV 的微功率停機門限在靜態電流降至 40μA 或更低。
在軟啟動引腳(SS1和SS2)上增加電容可實現軟啟動功能,從而降低峰值輸入電流,并防止在啟動或從故障狀態恢復期間輸出電壓過沖。SS1/2引腳通過降低電流限值和開關頻率來降低浪涌電流,允許輸出電容逐漸充電至其最終值。
關斷帶軟停止
在軟起動啟動的反轉中,LT3752 / LT3752-1 和 LT3753 能夠在停機期間逐漸對 SS1 引腳放電 (軟停止)。圖3顯示了圖5所示轉換器的關斷波形。如果沒有軟停止,自驅動同步整流器反饋將電容能量傳輸到初級,可能導致關斷振蕩并損壞初級側的組件。
圖3.圖5中沒有軟停止的電路關斷波形顯示振蕩。
圖4顯示了帶軟停止的關斷波形。轉換器在折返開關頻率、伏秒箝位和 COMP 引腳電壓時繼續開關,從而實現干凈關斷。
圖4.圖5中電路的關斷波形顯示軟停止工作
電流模式控制
LT3752 / LT3752-1 和 LT3753 采用一種電流模式控制架構來增加電源帶寬,并在整個電壓模式控制器上對線路和負載瞬變的響應。與電壓模式控制架構相比,電流模式控制需要的補償元件更少,因此更容易補償各種工作條件。對于在連續模式下工作且占空比高于 50% 時,所需的斜率補償可通過單個電阻器進行設置。
可編程功能簡化優化
LT3752 / LT3752-1 和 LT3753 包括許多可編程功能,因而允許設計人員針對特定應用優化這些功能。例如,各種柵極信號之間的可編程延遲可用于防止交叉傳導并優化效率。每個延遲可由單個電阻器設置。
主 MOSFET 的可編程導通電流尖峰消隱(自適應前沿消隱和可編程擴展消隱)大大提高了轉換器的抗擾度。在柵極上升期間以及之后的某個時間,連接到MOSFET源極的電流檢測電阻中會產生噪聲。這種噪聲會使檢測比較器誤跳閘,導致開關提前關斷。這個問題的一個解決方案是使用超大的RC濾波器來防止誤跳閘,但可編程導通尖峰消隱可以消除對額外RC濾波器的需求。
工作頻率可在 100kHz 至 500kHz 范圍內設置,利用單個電阻器從 RT 引腳到地,或通過 SYNC 引腳同步至一個外部時鐘??烧{工作頻率允許將其設置在特定頻段之外,以適應對頻譜噪聲敏感的應用。
36V–72V 輸入、5V/20A 正激式轉換器
圖5所示為一個5V、20A輸出轉換器,采用36V–72V輸入。有源復位電路由一個小的P溝道MOSFET M2和一個復位電容組成。MOSFET M2 用于在 M1 MOSFET 關斷時的復位期間將復位電容連接到變壓器 T1 初級繞組兩端。復位電容兩端的電壓隨占空比自動調整,以在所有工作條件下提供完整的變壓器復位。
圖5.5V/20A正激式轉換器,采用36V至72V輸入
此外,有源復位電路將復位電壓整形為方波,適合驅動次級同步MOSFET整流器M4。MOSFET 位于次級側,由次級繞組電壓驅動。圖6顯示了該轉換器的效率。
圖6.圖5所示轉換器的效率
18V–72V 輸入、12V/12.5A 正激式轉換器
圖7所示為一個18V–72V輸入、12V/12.5A輸出正激式轉換器。LT8311 用于正激式轉換器的副邊,以通過一個光耦合器提供同步 MOSFET 控制和輸出電壓反饋。需要一個脈沖變壓器(參見圖3中的T7)來允許LT8311接收來自初級側IC的同步控制信號。這些控制信號由 LT8311 以數字方式(高或低)解釋,以接通/關斷收連和正向 MOSFET。圖8顯示了該轉換器的效率。
圖7.18V–72V 輸入,12V/12.5A 輸出正激式轉換器
圖8.圖7所示轉換器的效率
150V–400V 輸入、12V/16.7A 正激式轉換器
圖9所示為150V–400V輸入、12V/16.7A輸出隔離反激式轉換器。對于高輸入電壓應用,可用P溝道MOSFET的額定電壓可能不夠高,無法用作低側有源箝位拓撲中的有源箝位開關。應使用使用高壓側有源箝位拓撲的N溝道方法。這種拓撲需要一個高端柵極驅動器或柵極變壓器來驅動N溝道MOSFET,以切換有源箝位電容。圖10顯示了該轉換器的效率。
圖9.150V–400V 輸入,12V/16.7A 輸出隔離正激式轉換器
圖10.圖9所示轉換器的效率
結論
LT3752、LT3752-1 和 LT3753 簡化了設計并提高了性能 采用伏秒箝位架構的隔離電源,可產生精確的調節。集成的反激式控制器可用于生產內務管理電源,從而簡化 磁學。電流模式控制可改善帶寬,并允許對各種工作條件進行補償。軟停止功能可保護電源 以及其他可能具有破壞性的電壓和電流尖峰的組件。
審核編輯:郭婷
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