用单个电感器实现升压和降压的DCDC转换器

1、用单个电感器实现升压和降压的DC/DC转换器白敏丹(北京广播学院工学院,北京 100024摘要 LT3433是一款采用两个开关元件的高压单片DC/DC转换器,是一种采用单个电感器来提供升压和降压转换的独特电路, 该文主要介绍该电路的设计原理.关键词 LT3433;DC/DC转换器;电感器;电压;电流中图分类号 TN702对于DC/DC转换器应用而言,超宽输入电压的要求是一个常见的设计难题,当高于和低于输出电压值时,转换器必须执行升压和降压功能。LT3433是一款采用了两个开关元件的高压单片DC/DC转换器,从而实现了一种采用单个电感器来提供升压和降低电压转换的独特电路结构。1 LT3433的设

2、计LT3433是采用一个200kHz的恒定频率电流模式结构,并以4V60V的输入电压为工作电源。一个精度达1%的内部准确电压基准允许采用一个外部电阻分压器来设定高达20V的精密输出电压。突发模式操作的运用改善了轻负载条件下的效率,并将器件在无负载条件下的静态电流降至100A。该器件具备一种软起动功能,可减小起动过程中的输出过冲和涌入电流,另外还采用了电流限值折返和频率折返,以便在起动和短路情况下防止电感器电流失控。LT3433采用16引脚熔合TSSOP裸露衬垫封装,该封装具有占位面积小和好的热性能。当转换器输入电压明显高于输出电压时, LT3433的工作原理相当于一个采用升压驱动高压侧开关的修

3、改降压转换器。如果在降压模式中转换器输入电压与输出电压达到一个超过75%的占空比时,则LT3433将自动使用第二个开关。在“接通”期间,这第二个开关将开关电感器的输出侧拉至地电位,从而形成一个桥式开关配置,如图1所示。收稿日期:2003-12-05 图1 LT3433合并了升压和降压DC/DC转换器元件在桥式开关操作期间,LT3433将降压和升压DC/DC转换器元件合并起来。简而言之,一个降压型DC/DC转换器对电感器的V in侧进行开关操作,而一个升压型转换器则对电感器的V out侧进行开关操作。将两种架构的元件加以组合可在采用单个电感器的情况下同时实现升压和降压功能,这样,当V in达到或

4、低于V out时,电压转换能够继续进行。4V60V输入至5V输出的DC/DC车用转换器,如图2所示。该转换器非常适合于12V汽车电池应用,能够在4V冷车发动到60V负载突降的电池输入电压范围内保持输出电压的稳定。桥式模式操作的门限约为8V,因此转换器将主要工作于降压模式(冷车发动状态除外。在降压操作过程中,该转换器可在高达60V的输入电压条件下提供高至350mA的负载电流。当工作于13.8V的标准输入电压条件下, LT3433转换器可提供400mA的负载电流和高达82%的效率,如图3所示。V out62基于Web 服务的电子支付系统研究与设计 电子科技/2004年6月15日63图2 4V60V

5、 输入至5V 输出的DC/DC 转换器当输入电压降至8V 以下时,转换器将变换至桥式操作模式以维持输出电压的稳定。由于LT3433的开关电流限值是固定的,因此,当工作于桥接模式时,转换器的负载能力下降。采用一个4V 输入电压时,该转换器能够入电压条件下工作,而且还能够在输入瞬变期间维持严格的输出稳压。当承受一个用于模拟冷车起动条件,持续时间为lms 的13.8V 至4V 输入瞬变时,125mA 负载电流条件下的稳压波动范围维持在1%。的转换器,图4 8V-60V 输入至12V 输出的DC/DC 转换器随着转换器输出电压的升高,开关电流和占空比限值可防止在V in 处于LT3433工作电压极低的

6、条件下操作。12V 输出转换器能够在输入电压低至8V 的条件下提供达125mA 的负载电流。这适合于无效率/%2.2F/100V47F/10VB120A2.2新型网络环境中的事件相关性研究 IT Age/Mar. 15, 200464冷车起动要求的12V 汽车应用以及采用廉价的交流适配器来供电的许多其他应用。当输入电压高于17V 时,该转换器工作于降压模式,可提供高达380mA 的负载电流。当输入电压为20V 时,该转换器能够提供高达435mA 的负载电流和超过89%的效率,如图5所示。2 结论LT3433简化了超宽输入范围DC/DC 电压转换,从而为多种设计难题提供了简单而廉价的解决方案。降

7、压与桥式操作模式之间的自动变换针对宽输入电压范围和输入电压瞬变提供了无缝的输出稳压。由于采用了占有位面积小的TSSOP 封装、单个电感器以及数量极少的外部元件,降低了电路板的空间占用要求,提高了效率改善了热性能。×÷Õß¼ò½é白敏丹 女 北京广播学院 讲师,主要从事电子技术应用研究。联系地址:北京广播学院 工学院 100024电话:010-* email: mdyx The DC/Dccenverter accomplishing Voltage-up and Voltage-down with a Single

8、 InductorBai Mindan(Beijing Broadcasting Institute, Beijing 100024, ChinaAbstract: LT3433 is a high-voltage PC DC/DC converter that uses two switches. It is, therefore, a particular circuit whichaccomplishes voltage-up and down with a single inductor. This paper puts emphasis on the principle of designing this circuit.Keywords: LT3433; DC/DC converter; inductor; voltage; current 江苏无锡2亿美元建设微电子基地开工建设日前,总投资2亿美元的华润微电子基地暨IC 封装项目在无锡新区开工建设。有关人士称,为让“华润芯”走进中国家庭,在未来35年内,该公司投资近30亿元人民币,建设新的基地和发展项目。华润微电子有限公司由原香港华润半导体有限公司和原中国华晶电子集