幾乎每個(gè)電源都有一個(gè)控制回路,以確保輸出電壓為恒定值。電源設(shè)計(jì)旨在優(yōu)化控制回路,以便在輸入電壓或負(fù)載瞬變出現(xiàn)波動(dòng)時(shí),最大限度地減少控制輸出電壓與設(shè)定值之間的偏差。這里的一個(gè)重要關(guān)系是輸出電容的大小與開關(guān)穩(wěn)壓器IC的響應(yīng)速度的關(guān)系。如果回路響應(yīng)特別快,則可以使用較小的輸出電容,同時(shí)將輸出電壓保持在允許范圍內(nèi)。因此,優(yōu)化開關(guān)穩(wěn)壓器的響應(yīng)速度可降低系統(tǒng)成本并減少電路的空間需求,因?yàn)榭梢允褂幂^小的輸出電容。
大多數(shù)開關(guān)穩(wěn)壓器IC都有一個(gè)補(bǔ)償引腳,通常稱為ITH或VC,用于控制回路調(diào)整。通過巧妙選擇電容和電阻,可在控制回路的轉(zhuǎn)換功能中增加極點(diǎn)和零點(diǎn),以確保最優(yōu)動(dòng)態(tài)性能和較高控制回路穩(wěn)定性。但是,如何選擇這些補(bǔ)償元件?
對此有三種方法可以使用。
1)使用數(shù)據(jù)手冊中的數(shù)據(jù)手動(dòng)計(jì)算
第一種方法是使用開關(guān)穩(wěn)壓器IC的數(shù)據(jù)手冊中的計(jì)算公式??紤]一個(gè)選定的功率級,提出了穩(wěn)定化概念。圖1顯示了 LTC3311 IC及相應(yīng)的ITH引腳和適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償元件。
圖1.LTC3311開關(guān)穩(wěn)壓器IC有一個(gè)ITH引腳用于調(diào)整控制回路速度和穩(wěn)定性
2)
使用設(shè)計(jì)工具
找到合適的轉(zhuǎn)換函數(shù)設(shè)置的第二種方法是使用LTPowerCAD等設(shè)計(jì)工具來計(jì)算外部元件。該方法提供了對控制回路響應(yīng)的額外洞察。圖2顯示了LTPowerCAD用戶界面,控制回路以波特圖的形式表示,另外還顯示了時(shí)域中輸出電壓對負(fù)載瞬變的響應(yīng)。ITH設(shè)置值可以方便地改變,利用這種方法可以找到最優(yōu)設(shè)置。
圖2.使用LTPowerCAD選擇補(bǔ)償元件和優(yōu)化控制回路
歌德說過:"所有理論都是灰色的。"在實(shí)踐中,從開發(fā)轉(zhuǎn)到批量生產(chǎn)之前,還應(yīng)考慮并檢查寄生元件。已選擇的補(bǔ)償元件連接到ITH引腳,執(zhí)行負(fù)載瞬態(tài)測試以檢查VOUT的電壓變化是否在允許范圍內(nèi),電壓轉(zhuǎn)換器是否穩(wěn)定地工作。
此硬件測試僅檢查一個(gè)用于補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置選項(xiàng)。但是,可以利用稍微修改的值優(yōu)化該設(shè)置。為此,必須在硬件上完成所有焊接工作,因?yàn)楸仨殞⑼獠吭臑樾轮狄圆檎易顑?yōu)補(bǔ)償元件組合。
3)
優(yōu)雅的方法——使用預(yù)配置的RC網(wǎng)絡(luò)
圖3顯示了第三種解決問題的方法——使用預(yù)配置的RC網(wǎng)絡(luò),這種方法很優(yōu)雅。ADI 的 LB013A 板是一個(gè)小型電路板,其上實(shí)現(xiàn)了簡單的可切換和可調(diào)整RC網(wǎng)絡(luò)??傠娙莺碗娮柚悼梢酝ㄟ^驅(qū)動(dòng)小型開關(guān)和旋轉(zhuǎn)電位計(jì)來改變。無需費(fèi)力地焊接補(bǔ)償模塊,補(bǔ)償設(shè)置可以在負(fù)載瞬態(tài)測試期間實(shí)時(shí)優(yōu)化。LB013A之類的電路板很容易制造,但也可以從ADI購買。
圖3.利用ADI公司的LB013A板優(yōu)化補(bǔ)償元件
利用這三種優(yōu)化開關(guān)穩(wěn)壓器補(bǔ)償?shù)姆椒?,可以補(bǔ)償任何電源。
ADI 的單芯片降壓/升壓同步DC/DC轉(zhuǎn)換器提供高電流輸出,可使用各種電源供電,包括單節(jié)或多節(jié)電池、超級電容堆棧和壁式適配器。專有4開關(guān)PWM降壓-升壓拓?fù)淇稍谒泄ぷ髂J街羞M(jìn)行低噪聲、無抖動(dòng)切換,因而非常適合對電源噪聲敏感的RF和精密模擬應(yīng)用。
通過其獨(dú)特的內(nèi)部四MOSFET開關(guān)組合,可以通過100%壓差工作模式從降壓模式無縫轉(zhuǎn)換到升壓模式,即使輸入電壓在輸出電壓上下波動(dòng)時(shí),也能實(shí)現(xiàn)固定輸出電壓。有些器件采用并聯(lián)方式以提供更高的功率,或包括自動(dòng)最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT),以支持太陽能電池充電和MPPT控制功能。
目前,部分內(nèi)部電源開關(guān)升降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)品及其評估板均可在ADI 中國在線商城(ADI 中文產(chǎn)品頁面)直接下單采購,本文分享幾款最近新上的評估板,有需要的筒子可在產(chǎn)品頁面進(jìn)行下單哦~
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LT312026V、9A、低IQ CC/CV單芯片降壓-升壓轉(zhuǎn)換器
LT3120是一款高效率26V單芯片降壓-升壓轉(zhuǎn)換器。豐富的特性集成和極低電阻內(nèi)部電源開關(guān)較大程度地減小了總體解決方案的占用面積,甚至適合最苛刻的應(yīng)用。專有四開關(guān)PWM架構(gòu)采用高于、等于或低于輸出電壓的輸入電壓進(jìn)行無縫低噪聲工作。
外部頻率編程以及使用內(nèi)部PLL的同步,支持在400kHz至2MHz的寬開關(guān)頻率范圍內(nèi)運(yùn)行。2.5V至26V的寬輸入范圍非常適合使用非穩(wěn)壓電源(包括電池組和備用電容器)進(jìn)行操作。啟動(dòng)后,可在輸入電壓低至500mV的情況下運(yùn)行。
其他功能包括輸出短路保護(hù)、熱過載保護(hù)、小于3μA的關(guān)斷電流、電源良好指示器、突發(fā)模式操作和最大功率點(diǎn)控制。
LT3120JV#PBF,¥36.68- ¥64.65
評估板DC2815A,¥660.93
LT3154
5.5V、6A、低IQ單芯片降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器
LT3154是一款高效率、大電流、降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器,工作時(shí)的輸入電壓可高于、低于或等于調(diào)節(jié)輸出電壓。LT3154的先進(jìn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可在所有工作模式下提供連續(xù)傳輸。VIN在1.8V至5.5V范圍內(nèi)運(yùn)行,為各種電源提供了靈活性。輸出電壓可在1.8V至5.5V之間調(diào)節(jié)。
為盡量減少外部組件,LT3154可配置為采用2.2MHz內(nèi)部振蕩器工作。為了優(yōu)化應(yīng)用以實(shí)現(xiàn)更高效率或盡量縮小尺寸,可在500kHz至4MHz之間對振蕩器編程,或針對噪聲敏感電路,與外部時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)同步。
可選Burst Mode突發(fā)工作模式將靜態(tài)電流降至17μA,確保在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率??舍槍Ω鞣N輸入源調(diào)整VIN啟動(dòng)閾值(UVLO)。內(nèi)部或外部可編程軟啟動(dòng)限制啟動(dòng)期間的浪涌電流。其他特性包括:關(guān)斷電流<1μA、短路和熱過載保護(hù)。
LT3154AV#PBF,¥13.94- ¥27.77
評估板DC2757A,¥1,101.47
LTC3111
15V、1.5A 同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器
LTC3111 是一款固定頻率、同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,其具有一個(gè)擴(kuò)展的輸入和輸出范圍。獨(dú)特的四開關(guān)、單電感器架構(gòu)提供了低噪聲,并可在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的情況下實(shí)現(xiàn)無縫運(yùn)作。
LTC3111 具有一個(gè) 2.5V 至 15V 的輸入和輸出范圍,很適合于多種單節(jié)或多節(jié)電池、后備電容器或墻上適配器電源應(yīng)用。低 RDS(ON) 內(nèi)部 N 溝道 MOSFET 開關(guān)和可選的 PWM 或突發(fā)模式操作可在眾多的工作條件下實(shí)現(xiàn)高效率。
一個(gè)準(zhǔn)確的 RUN 引腳允許用戶設(shè)置轉(zhuǎn)換器的接通門限電壓。該器件的其他特點(diǎn)包括:短路保護(hù)、內(nèi)部軟起動(dòng)和熱停機(jī)功能。
LTC3111EDE#PBF,¥37.76- ¥66.56
LTC3111EDE#TRPBF,¥36.37- ¥66.56
LTC3111EMSE#PBF,¥38.84- ¥68.48
LTC3111HDE#PBF,¥44.16- ¥77.87
LTC3111HMSE#PBF,¥44.67- ¥70.52
LTC3111IDE#PBF,¥41.46- ¥73.11
LTC3111IMSE#PBF,¥42.63- ¥75.15
LTC3111MPDE#PBF,¥113.51- ¥158.78
LTC3111MPMSE#PBF,¥116.64- ¥163.14
開發(fā)板DC1999A,¥1,178.71
LTC3113
3A、低噪聲、降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器
LTC3113 是一款寬 VIN 范圍、高效率、固定頻率、降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,可在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓的情況下運(yùn)作。該 IC 所運(yùn)用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)低噪聲操作,從而使其非常適合于 RF 和精準(zhǔn)測量應(yīng)用。
LTC3113 能夠提供高達(dá) 3A 的連續(xù)輸出電流以滿足要求最為嚴(yán)苛的應(yīng)用。在降壓模式中可提供較高的輸出電流。集成型低 RDS(ON)功率 MOSFET 和一個(gè)高達(dá) 2MHz 的可編程開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn)了緊湊的解決方案占板面積。可選的突發(fā)模式操作能在輕負(fù)載條件下改善效率。
該器件的其他特點(diǎn)包括<1μA 的停機(jī)電流、集成軟起動(dòng)、短路保護(hù)、電流限制和熱過載保護(hù)功能。
LTC3113EDHD#PBF,¥42.54- ¥75.02
LTC3113EDHD#TRPBF,¥40.97- ¥75.02
LTC3113EFE#PBF,¥44.61- ¥78.66
LTC3113EFE#TRPBF,¥42.96- ¥78.66
LTC3113IDHD#PBF,¥46.08- ¥72.78
LTC3113IDHD#TRPBF,¥44.35- ¥72.78
LTC3113IFE#PBF,¥48.39- ¥76.41
LTC3113IFE#TRPBF,¥46.58- ¥76.41
評估板DC1551A,¥1,178.71
LTC3114-1
LTC3114EDHC-1演示板 | 同步降壓-升壓,VIN=2.7V至40V,VOUT = 5V(高達(dá)1A)
LTC3114-1 是一款通用的寬工作電壓范圍同步單片式降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器,其具有可編程平均輸出電流。LTC3114-1 的專有降壓-升壓型 PWM 控制電路可在整個(gè)工作電壓范圍內(nèi)提供低噪聲操作。電流模式控制確保了優(yōu)異的電壓和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)。
同步、內(nèi)部 MOSFET 開關(guān)和引腳可選的突發(fā)模式操作可在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)保持高效率。平均輸出電流利用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻器進(jìn)行設(shè)置,并為實(shí)現(xiàn)寬輸入范圍、高效率充電系統(tǒng)或恒定電流、高效率 LED 驅(qū)動(dòng)器提供了基礎(chǔ)。穩(wěn)壓器接通可通過準(zhǔn)確的 RUN 引腳進(jìn)行編程。在停機(jī)模式中靜態(tài)電流僅為 3μA。該器件集成了過熱保護(hù)、短路保護(hù)和軟起動(dòng)功能。
LTC3114EDHC-1#TRPBF,¥40.97- ¥75.02
LTC3114EFE-1#PBF,¥42.54- ¥75.02
LTC3114EFE-1#TRPBF,¥40.97- ¥75.02
LTC3114HFE-1#PBF,¥48.74- ¥76.94
LTC3114IDHC-1#PBF,¥46.08- ¥72.78
LTC3114IDHC-1#TRPBF,¥44.35- ¥72.78
LTC3114IDHC-1#WPBF,¥48.03- ¥75.82
LTC3114IFE-1#PBF,¥46.08- ¥72.78
LTC3114IFE-1#TRPBF,¥44.35- ¥72.78
LTC3114MPDHC-1#PBF,¥127.88- ¥178.87
LTC3114MPFE-1#PBF,¥127.88- ¥178.87
評估板SCP-LTC3114-1-EVALZ,¥392.90
評估板SCP-1X2BKOUT-EVALZ,¥284.72
評估板SCP-1X5BKOUT-EVALZ,¥589.36
評估板SCP-5X1-EVALZ,¥589.36
評估板SCP-FILTER-EVALZ,¥203.36
評估板SCP-OUTPUT-EVALZ,¥275.05
評估板SCP-THRUBRD-EVALZ,¥196.45
評估板DC1821B,¥1,178.71
LTC3119
18V、5A、同步降壓-升壓型 DC/DC 轉(zhuǎn)換器
LTC3119 是一款高效率、18V、單片式、降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器,該器件能夠提供高達(dá) 5A 的連續(xù)輸出電流。豐富齊全的功能集成和非常低電阻內(nèi)部電源開關(guān)較大限度地縮減了總體解決方案占板面積,甚至對于要求嚴(yán)苛的應(yīng)用也不例外。一種專有的四開關(guān) PWM 架構(gòu)可在輸入電壓高于、低于、或等于輸出電壓的情況下提供無縫的低噪聲操作。
外部頻率編程以及采用一個(gè)內(nèi)部 PLL 的同步實(shí)現(xiàn)了 400kHz 至 2MHz 寬開關(guān)頻率范圍內(nèi)的操作。2.5V 至 18V 的寬輸入范圍非常適合采用未調(diào)整電源(包括電池組和后備電容器)的操作。在啟動(dòng)之后,操作可在低至 250mV 的輸入電壓下進(jìn)行。
該器件的其他特點(diǎn)包括:輸出短路保護(hù)、熱過載保護(hù)、小于 3μA 的停機(jī)電流、電源良好指示器、突發(fā)模式操作和最大功率點(diǎn)控制。
LTC3119EFE#PBF,¥84.41- ¥122.29
LTC3119EFE#TRPBF,¥74.52- ¥122.29
LTC3119EUFD#PBF,¥82.19- ¥119.04
LTC3119EUFD#TRPBF,¥72.55- ¥119.04
LTC3119HFE#PBF,¥91.87- ¥133.07
LTC3119IFE#PBF,¥88.48- ¥128.17
LTC3119IUFD#PBF,¥85.57- ¥123.94
LTC3119IUFD#TRPBF,¥75.55- ¥123.94
LTC3119MPFE#PBF,¥219.00- ¥280.01
評估板DC2129A,¥1,178.71
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亞德諾
+關(guān)注
關(guān)注
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原文標(biāo)題:優(yōu)化電源轉(zhuǎn)換器控制回路的三種方案
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