简介

Boost功率拓扑在汽车和工业电子领域越来越流行。许多系统需要稳定的输入轨，上游电源输入轨电压可能会发生显著变化。Boost变换器可用于显著提高应用程序的通用性。使用boost转换器，新的电子设备可以无缝连接到任何电源导轨，而无需重新设计前端或使用多个版本来覆盖各种电源场景。boost控制器还支持高抑制输入电压降的电子设备。这主要与汽车电子设备有关，因为汽车电子设备的供电轨电压在低温启动期间会显著下降。Ltc7804可以简化boost变换器的设计，而不会对其先进性能产生不利影响。。LTC7804的主要特性为：低静态电流、单输出同步整流、高达40 V的宽输入电压范围(输出电压可达36 V)、展频(SSFM)以及适用于高效、低电磁干扰PassThru™操作的内部充电泵。

可实现12 V输入至24 V输出的升压变换器

升压变换器的优点之一是，除了提供稳定的中间输出轨外，它还可以保护系统免受前端电压下降的影响，例如启动车辆时蓄电池供电轨电压的下降。图1是由低管脚数控制器ltc7804、底部FET Q1、顶部FET Q2、引导块L1和输入/输出滤波器组成的升压转换器的示意图。原理图中使用的元件数量相对较少，但它可以将12 V供电轨升压至24 V，并提供6 a的输出电流。降低低输入电压下的输出电流，以确保输入电流小于17.5 a。在此解决方案中，模式引脚连接到GND，突发模式称为®操作，以在轻负载条件下保持高效率。pllin/扩展引脚连接到intvcc，开关频率设置为SSFM操作，因此可以轻松满足已发布EMI标准的要求。该设计已通过特殊电流检测电阻测试，但也可以选择使用DCR检测电阻代替电流检测电阻。该解决方案的效率如图2所示。

抑制输入电压下降和直通模式操作

ltc7804的一个有趣应用是提供汽车音频放大器和前置放大器。该应用程序有两个目的。首先，ltc7804可以抑制输入电压骤降，例如在低温启动期间。其次，当输入电压高于输出电平时，它可以将输入桥接到输出，以最大限度地提高效率，例如，在负载突然下降时。前置放大器电源的电压输出设置略低于典型12 V车辆电压轨（约10 V）的输入电压。前置放大器电源的电压输出设置为略低于典型12 V车辆电压轨（约10 V）的输入电压。如果输入电压等于或高于设定值，输入应直接传输到输出。如果输入电压降到所需的中间电压以下，升压转换器可以将其输出保持在设定值。术语pass-through用于描述从输入到输出的这种操作模式。

图3所示为升压解决方案的完整原理图。它类似于图1所示的解决方案，但控制信号的连接略有不同。模式引脚通过100 KΩ电阻器连接到intvcc，以选择脉冲跳频操作。应用程序不支持升压模式操作，因为必须启用顶部MOSFET栅极充电泵（在升压模式操作中禁用）才能进行直通操作。pllin/扩展引脚连接到GND以禁用SSFM功能，因为某些音频系统的电源必须以固定频率工作，这一点很重要。如果您知道真正的问题是频率，建议通过pllin/扩展引脚与外部时钟同步；或者，将模式引脚直接连接到intvcc，以在freq引脚的设定工作频率下选择强制连续传导模式。

图4显示了该解决方案在工作波形下的工作原理。在测试中，输入电压从14 V开始，高于预先设定的变换器输出电压10 V。上管MOSFET Q1的栅极为高，Q1为开启状态（完全增强）。LTC7804内置充电泵可将变换器无限期地保持在该状态之下。在直通模式下，没有开关操作，14 V输入电压被引导至输出。只要输入电压高于或等于所需的输出电压，就会启用直通模式，如波形图所示。即使输入电压降至5V，输出电压也可以保持在10V。一旦输入电压降至预设值以下，开关操作将开始，以便将输出电压精确保持在此水平。GQ1-VOUT波形是Q1栅极（GQ1节点）上相对于Q1源极(VOUT)的差分电压。两个转换器的开关频率约为500 kHz，以实现效率和尺寸之间的平衡，但如果必须最小化电感（L1）尺寸，则开关频率可增加至3 MHz。设计说明中提出的两种解决方案已在dc2846a上进行了验证和测试。

结论

Ltc7804控制器可以大大简化高效boost变换器的设计。可用的输出功率可以通过使用相同的原理图和不同的外部元件轻松调整。高开关频率可以显著减小电感的大小。当输入电压显著低于或高于输出电平时，内置充电泵和同步整流可确保最高效率，使ltc7804成为汽车电子设备的首选控制器。低静态电流还可以保护车辆和常开系统的电池寿命。