两个宽输入范围单片式开关稳压器简化转换器设计
作者：Bin Zhang
LT®3957 和 LT3958 是高功率单片式开关 可产生正输出或负输出的稳压器 从宽输入电压范围。LT3957 可工作 输入范围为 3V 至 40V，适用于 从便携式电子产品到汽车和 工业应用。LT3958 扩展了输入 电压达 80V 用于高压电信 用品。两者都以小尺寸产生高功率 如图1中的升压转换器布局所示。
图1.10V–40V 输入、48V 输出升压转换器板。
这些多功能开关稳压器可以 配置为升压、反激、SEPIC或 反相转换器。LT3957 和 LT3958 具有一个坚固的低侧 N 沟道 额定功率 MOSFET 为 5A/40V 和 分别为 3.5A/80V。一种新型的FBX引脚 架构提供精确的稳压 正输出或负输出 一个简单的电阻分压器。这些 IC 还包括软启动、频率折返、 输入欠压锁定，可调 频率和同步切换。
特征
通过集成功率MOSFET和 LDO 连接到芯片上，LT3957 和 LT3958 简化转换器设计，缩小 解决方案尺寸并降低成本 与非整体解决方案相比。 LT3957 具有集成式 40V/30mΩ N-MOSFET 开关，带内部编程电流限制 5.9A（典型值）。LT3958 具有集成式 84V/90mΩ N-MOSFET 开关，带 内部编程的电流限制 的 4A（典型值）。每个 IC 都有一个内部 高电压 LDO，这允许 LT3957 采用一个高电源供电 为 40V，对于 LT3958，则高达 80V。
LT3957 和 LT3958 使用一个常数 频率、峰值电流模式控制 方案，提供快速瞬态响应 以及易于稳定的反馈回路可变输入和输出。切换 频率可以编程 100kHz 至 1MHz 范围，采用单个外部电阻器，允许设计人员使用 优化组件尺寸和性能 参数，例如最小/最大占空比和效率。
LT3957 和 LT®3958 是一对反馈误差放大器： 一个调节正输出和 另一个是负输出。当 转换器启动，输出电压 斜坡为正或负取决于所选的拓扑。适当的 误差放大器无缝接管 反馈控制，而另一个成为 无效。这样，这些零件可以自动 调节到所需的输出 不同转换器拓扑中的电压。
LT3957 和 LT3958 包含多个 限制峰值开关电流的特性 和输出电压过冲 在启动或从故障状态恢复期间。SS 引脚电压调制 峰值开关电流，从而允许 输出电容逐渐充电 接近其最终值，同时防止 从达到电流切换电流限制。选择SS引脚上的电容器 确定启动/重新启动时间。这 频率折返功能可减少 FBX 电压时的开关频率 接近 0V 以确保 IC 保持 控制开关电流。一 过压保护功能 正输出和负输出输出电压过高的转换器 过头。内部电源开关是 当 FBX 引脚关闭时立即关闭 电压超过正稳压 电压为 8%（典型值）或负值 调节电压 11%（典型值）。
3V–6V 输入，12V 输出 升压转换器
图2显示了一个3V–6V输入、12V输出 采用 LT3957 的升压电源。自 确保3V最小工作电压， 内部LDO两端的压降为通过连接 INTV 消除抄送针 直接到 V在引脚穿过一个 10Ω 电阻 （给定最大 V在经营 6V电压低于INTV抄送的 最大额定电压为 8V）。图3 显示了该转换器的效率。
图2.高效率、非常紧凑的 3V–6V 输入、12V 输出升压转换器。
图3.转换器的效率如图2所示。
12V–45V 输入、–5V 输出 反激式转换器
LT3957 或 LT3958 可配置为 反激式转换器，适用于以下应用 转换器有多个输出， 隔离输出或高输入/输出 电压转换比。飞返 转换器的零件数量非常少 对于多个输出，并且谨慎 变压器匝数比的选择可以 具有高输出/输入电压转换 具有理想占空比的比率。
的频率折返功能 LT3957 和 LT3958 提供了稳健的输出短路保护。每个 IC 的 FBX 功能允许反激式转换器 轻松产生正或负 输出。图 4 示出了反激式 LT3958 工作电压范围为 12V 至 45V 输入，为 –5V 输出提供 2A 电流。 图 5 显示了其效率 不同输入电压下的转换器。
图4.一款简单而紧凑的 12V 至 45V 输入、–5V 输出反激式转换器利用了 LT3958 坚固耐用的 84V 额定 MOSFET 和新颖的 FBX 引脚架构。
图5.转换器的效率如图4所示。
一个 9V–36V 输入，24V 输出 SEPIC转换器
图 6 示出了 LT3958 在一个 9V 至 36V输入，24V输出SEPIC转换器。这 拓扑允许输入更高， 等于或低于所需输出 电压。在SEPIC转换器中，无直流路径存在于输入和输出之间，这对于需要 要断开的输出 电路闭断时的输入源 下。这种设计可以无限期地维持 由于以下原因导致的输出短路情况 其拓扑结构和频率折返 特征。图 7 显示了 该转换器在不同的输入电压下。
图6.简单紧凑的 9V–36V 输入、24V 输出 SEPIC 转换器，具有短路保护功能。
图7.转换器的效率如图6所示。
4V–15V 输入，–5V 输出 反相转换器
反相转换器类似于 SEPIC转换器，因为它可以升压或 降低输入，但为负 输出。它还提供输出断开 和短路保护。图8 示出了一款采用 LT3957 作为开关的 4V–15V 输入、–5V 输出反相转换器调节器。图 9 显示了 该转换器在不同的输入电压下。
图8.简单紧凑的 4V–15V 输入、–5V 输出反相转换器，具有短路保护功能。
图9.转换器的效率如图8所示。
结论
LT3957 和 LT3958 是通用的 单片式开关稳压器，可以 配置为升压、反激、SEPIC或反相转换器接受宽 输入电压范围。通过集成 功率MOSFET和LDO，它们极大地简化转换器设计，缩小解决方案 尺寸和降低成本。这些 IC 还 提供低关断电流、软启动、 频率折返，输入UVLO，可调 频率和同步。这 这些功能的组合使 LT3957 和 LT3958 适用于多种 从便携式电池到电池的应用范围 电子到汽车、工业和 电信电源。
