基于LT3782的大電流升壓電路設(shè)計(jì)

 引 言
    由于移動(dòng)通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)車載設(shè)備電源提出了更高的要求。急需一種將汽車電瓶的12 V電壓轉(zhuǎn)換為16 V，18．5 V，24 V等多路輸出的電源，要求每路輸出的電流可以達(dá)到7 A。由于市面上的升壓DC／DC達(dá)不到電流需求，目前常采用將12 V電瓶電壓逆變到交流220 V，再由交流220 V產(chǎn)生直流18．5 V等多路輸出的方法，雖然其可以達(dá)到電流需求，但電源經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換后，電源效率將大幅度降低，大約只有60％左右，這樣的轉(zhuǎn)換效率對(duì)汽車電瓶供電是很難接受的。針對(duì)這一問題，該文提出基于兩相步進(jìn)升壓型DC／DC控制器LT3782設(shè)計(jì)大電流輸出的升壓型DC／DC模塊的方法。

1 LT3782簡(jiǎn)介
    LT3782是美國(guó)凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進(jìn)升壓型DC／DC控制器，28引腳SSOP封裝芯片，開關(guān)頻率在150～500 kHz之間可編程，由于采用兩相BOOST拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)輸出場(chǎng)效應(yīng)管漏電流和肖特基二極管通過電流的要求都減少一半，即兩個(gè)輸出相位差180°，兩個(gè)輸出間互相抑制輸出紋波電流，輸出紋波是單相BOOST轉(zhuǎn)換電路的1／3。電源效率高，對(duì)散熱的要求小。圖1是LT3782的管腳圖，第29引腳是芯片底部的散熱腳。27引腳連接輸入電源；4引腳接地；11引腳用來設(shè)定開關(guān)頻率；20和23BGATE引腳用來驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極；8，9，1 2和13SENSE引腳用來反饋場(chǎng)效應(yīng)管的輸出電流；16引腳是輸出電壓反饋引腳，該腳電壓為2．44 V，通過反饋電阻可以設(shè)定輸出電壓值。17引腳是低電壓關(guān)斷引腳，當(dāng)該引腳的電壓大于2．45 V時(shí)，器件才開始工作，當(dāng)該引腳的電壓小于0．3 V時(shí)，器件進(jìn)入低電壓關(guān)斷模式。14引腳是軟啟動(dòng)引腳，當(dāng)加電時(shí)，輸出電壓從0 V漸變到設(shè)定的輸出電壓值，典型的啟動(dòng)時(shí)間可以由下式計(jì)算：
    t＝2．44C／10
式中：C為連接14引腳到地的電容值，單位為μF；t為典型的啟動(dòng)時(shí)間。

2 電路實(shí)現(xiàn)
2．1 開關(guān)電源總體設(shè)計(jì)
    電路實(shí)現(xiàn)如圖2所示，12 V汽車電瓶電壓經(jīng)過插頭JP1和R5給LT3782供電，LT3782產(chǎn)生的兩相振蕩輸出驅(qū)動(dòng)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2，場(chǎng)效應(yīng)管輸出分別經(jīng)肖特基二極管D1和D2整流后，由電容C7濾波輸出。

2．2 開關(guān)電源參數(shù)設(shè)定
    圖2中，電阻R1用來設(shè)定LT3782的開關(guān)頻率，LT3782的開關(guān)頻率在150～500 kHz之間可編程。這里選取開關(guān)頻率為250 kHz，參照?qǐng)D3取電阻值R1=75 kHz。
    參照LT3782數(shù)據(jù)手冊(cè)，通過輸入／輸出電壓關(guān)系和占空比可以推算出N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的峰值電流約為15 A。通過設(shè)定電阻R8和R10的阻值可以設(shè)定電源的限制電流，避免電源電流過大，燒壞后面電路。LT3782的SENSE管腳的域值電壓為60 mV，因而電阻R8和R10的阻值為0．004 Ω。

    輸出電壓是通過設(shè)定電阻R13,R7和R11的比例關(guān)系來設(shè)定的，LT3782的FB腳電壓為2．44 V參考電壓，這樣輸出電壓可以通過下式計(jì)算：
    
    汽車電瓶的過放電保護(hù)是通過設(shè)定該電源的最低工作電壓實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)LT3782的RUN管腳電壓高于2．45 V時(shí)，該電源才能正常工作，通過電阻R6和R9的分壓，使汽車電瓶電壓在大于10 V時(shí)，該電源才能正常工作，避免了電瓶的過放電。

3 電路測(cè)試
    為了驗(yàn)證該開關(guān)電源性能，采用如圖4所示的方法進(jìn)行驗(yàn)證。因?yàn)樵撾娫吹妮斎腚娏鬏^大，輸入的直流電源采用安捷倫的6574A-J07。它的輸出電流最高可達(dá)42 A，輸出電壓在O～50 V范圍內(nèi)可調(diào)，輸出負(fù)載采用建伍的PEL102-201，通過它可以直觀地看到輸出電壓和電流情況。經(jīng)過驗(yàn)證，該電路完全滿足使用單位需求。

4 結(jié) 語(yǔ)
    基于美國(guó)凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進(jìn)升壓型DC／DC控制器LT3782，設(shè)計(jì)了一款大電流輸出的升壓型DC／DC模塊。該模塊在12 V汽車電瓶供電下，根據(jù)需要可以提供高達(dá)7 A電流的24 V，18．5 V等多種輸出，由于采用兩相DC／DC新技術(shù)，電源效率達(dá)到90％以上。比電源經(jīng)過轉(zhuǎn)換到交流220 V后，再轉(zhuǎn)換成所需電壓的方法，效率明顯提高，符合當(dāng)前建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展方向，實(shí)用性更強(qiáng)。