LTC?1871 是一款通用型 DC/DC 控制器 IC，專為用于升壓、SEPIC 和反激式轉換器應用而優化。它采用小型 MS10 封裝，提供靈活、高性能的操作，以擴展應用范圍，從單節鋰離子電池便攜式電子設備到高電壓、高功率電信設備。

LTC1871 與傳統電流模式控制器不同，因為電流控制環路可以通過檢測功率 MOSFET 開關兩端的壓降而不是分立式檢測電阻器兩端來閉合，如圖 1a 所示。這種檢測技術為單端電流模式轉換器提供了可能的最大效率。對于功率 MOSFET 漏極超過 36V 的應用，或者當更精確地控制最大電流很重要時，LTC1871 也可與一個傳統的檢測電阻器配合使用，如圖 1b 所示。

圖 1a.功率 MOSFET 漏極上的檢測

圖 1b.感測功率場效應管的源頭

LTC2 能夠在一個 5.32V 至 36V 的輸入電壓下運作 （1871V Abs 最大值），因此還表現出低靜態電流。在連續導通模式 （CCM） 下工作時，IC 消耗的靜態電流通常僅為 550μA 加上切換外部功率 MOSFET 柵極所需的電流 （IQTOT= 550μA + QG? f理學學士。).在突發模式下?在輕負載下工作，此總靜態電流 （IQTOT） 可降至低至 250μA。最后，當芯片處于關斷模式時，當RUN引腳低于1.248V時，總靜態電流降至非常低的10μA。

轉換器的工作頻率可通過從 FREQ 引腳到地的單個電阻器在 50kHz 至 1MHz 范圍內進行編程。此外，對于轉換器的開關頻率需要由一個外部時鐘控制的系統，LTC1871 可采用 MODE/SYNC 引腳進行同步。

二合一轉換器：高效率5V輸出升壓轉換器，采用2.5V或3.3V輸入工作

圖2所示為一個5V輸出升壓穩壓器，可采用2.5V或3.3V輸入電源工作。擁有可在不同電源電壓下工作的單個轉換器極大地簡化了批量制造商的組件采購和生產控制。這種特殊的設計利用了No R意義?技術，以最大限度地提高效率并減少電路板空間和總成本。工作在 300kHz 的開關頻率下，因此可以使用 Toko 的小型、廉價的 1.8μH 電感器。硅氧烷/維沙伊 SO-8 功率 MOSFET（Si9426，其最大 RDS（ON）在 V 時為 16mΩ一般事務人員= 2.5V 和 13.5mΩ （V）一般事務人員= 4.5V）和國際整流器表面貼裝二極管（30BQ015）用于2.0A輸出電流水平。使用三洋 POSCAP 和低 ESR 太陽裕電陶瓷電容器的組合，將輸出紋波降低至 60mV 以下P-P.應該注意的是，像這樣的轉換器的輸出電流可以通過選擇芯片周圍的元件來輕松調整，而無需修改基本設計。

圖2.2.5V至3.3V輸入，5.0V/2A輸出升壓轉換器

圖3顯示了該轉換器在2.5V和3.3V輸入電壓下的效率曲線;圖4顯示了負載階躍響應。

圖3.圖2轉換器的效率與輸入電壓的關系

圖4.圖2轉換器的負載階躍響應

對于在極輕負載（例如，<100μA）下最大化效率是高優先級的應用，輸出分壓器中的電流可以降低到幾微安，并應用突發模式操作（MODE/SYNC引腳接地）。在固定頻率操作比低電流效率更關鍵的應用中，或者需要最低輸出紋波的應用中，應使用脈沖跳躍模式操作，并將 MODE/SYNC 引腳連接到 INTV抄送針。這允許非連續導通模式（DCM）操作，直至接近芯片最小導通時間（約175ns）定義的限制。低于此輸出電流水平時，轉換器將開始跳過周期以保持輸出調節。圖5顯示了圖2中轉換器突發模式和脈沖跳躍模式操作的輕負載開關波形，圖6顯示了測量效率的差異。

圖 5a.輕負載時的脈沖跳躍開關波形，用于圖2電路

圖 5b. 圖 2 電路輕負載時的突發模式開關波形

圖6.圖2轉換器的效率與工作模式的關系

如果需要同步操作，可將邏輯電平時鐘信號施加到MODE/SYNC引腳。在這種情況下，功率MOSFET的導通將對應于時鐘信號的上升沿。由于內部斜率補償在同步工作期間增加了30%，因此將轉換器的標稱工作頻率設置為外部時鐘頻率的75%將產生相同的凈斜率補償。

Fargo轉換器：4.5V至15V輸入、12V/1.5A輸出SEPIC轉換器

SEPIC轉換器的主要優點是輸入電壓可以大于或小于輸出電壓。這種轉換器在輸入電壓調節不良或經歷顯著瞬變且輸出電壓在此輸入范圍內的應用中非常重要。這種環境的一個完美例子存在于汽車電池供電系統中。在正常情況下，汽車中的電池電壓約為13.7V。在非常低的環境溫度下，例如冬季在北達科他州法戈（-45°F沒有風寒的情況并不少見），啟動電機啟動大型V-8發動機所需的電流可以將電池電壓拖到5V以下。在所謂的冷啟動期間，汽車中的某些系統必須完全運行（例如，發動機控制單元），因此需要一個能夠在這些低輸入條件下保持調節的轉換器。

圖7所示的SEPIC轉換器可以采用低至4.5V的直流電源工作，并且還利用了NoR的優勢。意義技術，以最大限度地提高效率。對于此設計，選擇了BH Electronics的耦合電感器，以及國際整流器的IRF7811W功率MOSFET（其最大RDS（ON）VGS = 12.5V 時為 4.5mΩ）。直流耦合電容器選用了Taiyo Yuden陶瓷電容器，因為它具有低ESR和高RMS電流能力。圖8顯示了該轉換器在三個輸入電壓下的效率，圖9顯示了典型的負載階躍響應。

圖7.4.5V至15V輸入，12.0V/2A輸出SEPIC轉換器

圖8.12V輸出SEPIC轉換器效率與輸入電壓和負載電流的關系

圖9.12V輸出SEPIC轉換器負載階躍響應;頂部，V在= 5V;底部，V在= 15V

LTC5 內部的 2.1871V 低壓差穩壓器 （LDO） 極大地得益于此設計。具有如此寬的輸入電壓范圍（4.5V–15V）通常會給功率MOSFET的柵極驅動帶來問題。在低直流輸入電壓下，芯片電源和柵極驅動器輸出之間的任何壓降都會降低 V一般事務人員MOSFET 低至 3.3V（4.5V 減去通過 NPN 輸出級的典型壓降 1.2V），因此需要使用額定電壓為 V 的子邏輯級功率 MOSFET一般事務人員2.5V。然而，利用 LTC1871 中的 PMOS 輸出 LDO 和一個強大的 CMOS 柵極驅動器，將全電源電壓施加到 MOSFET 的柵極，從而在功率 MOSFET 的選擇方面提供了最大的效率和更大的靈活性。

在輸入范圍的另一端，當電源為 15V 時，LTC5 中的 2.1871V LDO 輸出將驅動限制至功率 MOSFET，從而最大限度地減少柵極氧化層應力并最大限度地提高可靠性。

“SLIC”反激式電源

圖10顯示了設計用于用戶線路接口電路（SLIC）的多輸出電信電源。SLIC電源的輸入是某種形式的電池（例如鉛酸或鋰離子），以便在交流線路故障（或滾動停電）期間向POTS（普通舊電話系統）電話提供通話電池電源。輸出電壓通常與用戶線路從本地集線器到房屋或辦公室的距離成正比，以補償環路的阻抗。多個輸出電源用于為距離集線器不同距離的用戶組供電。

圖 10.高功率、雙輸出 SLIC 電源

該電源的 –24V 輸出在容性耦合反激式配置中使用一個次級繞組，而在傳統反激模式下，–72V 輸出使用其他兩個繞組。–24V 輸出采用一個 LT1783 運放對反饋電壓進行電平轉換，而 –72V 輸出則通過在 –24V 輸出上堆疊額外的繞組而獲得。為方便起見，使用了尺寸為 5、6 繞組的 Versapak 變壓器 （VP5-0155），在初級端并聯三個繞組以滿足初級電流需求。

與之前的低電壓升壓和SEPIC設計不同，后者利用了No R意義技術上，該反激式轉換器對功率MOSFET的漏極施加了很大的壓力。結果，100V BVDSS該器件 （國際整流器的 IRL2910） 與 MOSFET 電源中的傳統 12mΩ 檢測電阻器一起使用 （LTC1871 上 SENSE 引腳的絕對最大額定電壓為 36V）。由于輸入電壓較高，該檢測電阻引起的損耗增加在該系統中相對較?。s1%）。

對于控制最大輸出電流比整體效率更重要的系統，使用檢測電阻可以提高性能。分立檢測電阻的初始容差通常優于±5%，而R的初始容差DS（ON）功率 MOSFET 通常為 ±20%–30%。此外，分立電阻的溫度系數很容易比功率MOSFET（其RDS（ON）從 50°C 到 25°C 升高約 125%）。

由R1和R2組成的電阻分壓器用于檢測輸入電源上的欠壓情況，以便在電池組放電至5.0V以下時關斷轉換器。對于一個下降的輸入電壓 （一個放電電池），LTC1871 上的 RUN 引腳與一個內部微功率 1.248V 基準進行了比較。如果 RUN 引腳低于此門限，芯片關斷，靜態電流降至 10μA，以減輕電池負載。RUN引腳比較器上的遲滯選擇為100mV，以補償空載電池電壓（或其他輸入電源）的上升，并總體上提供良好的抗擾度。在這種特殊設計中，上升的輸入啟動門限約為5.4V。可選電容器CR可用于為轉換器提供一些穿越能力，以應對短暫的輸入瞬變。

結論

LTC?1871 是一款專為多種單端 DC/DC 轉換器拓撲而優化的通用控制 IC。在小巧方便的 MS10 封裝中提供靈活、高性能的操作，以提高效率，減小電源的尺寸和重量，并降低總組件和制造成本。

審核編輯：郭婷