LTC3786 - 高電壓鋰離子電池至 USB 升壓型轉(zhuǎn)換器

LTC3786 是一款高性能同步升壓型轉(zhuǎn)換器控制器，用于驅(qū)動(dòng)全 N 溝道功率 MOSFET。它所采用的同步整流可提升效率、減少功率損耗、并降低散熱要求，從而使得 LTC3786 能夠在高功率升壓應(yīng)用中使用。4.5V 至 38V 的輸入電源范圍囊括了眾多的系統(tǒng)架構(gòu)和電池化學(xué)組成。當(dāng)從升壓型轉(zhuǎn)換器的輸出或另一個(gè)輔助電源來(lái)施加偏置時(shí)，LTC3786 在啟動(dòng)之后能夠依靠一個(gè)低至 2.5V 的輸入電源來(lái)運(yùn)作。55μA 的無(wú)負(fù)載靜態(tài)電流延長(zhǎng)了電池供電型系統(tǒng)中的運(yùn)行時(shí)間。

上面給出的原理圖和相關(guān)的 LTspice 仿真是專為高效和小型轉(zhuǎn)換器而設(shè)計(jì)，此類轉(zhuǎn)換器適于采用鋰離子電池組 (單節(jié)電池的電壓為 2.7V 至 4.2V) 來(lái)給智能手機(jī)和平板電腦等可再充電 USB 設(shè)備供電。由于這種電池組結(jié)構(gòu)非常緊湊，因此發(fā)熱有可能引發(fā)問(wèn)題，故而需要使用小巧高效的轉(zhuǎn)換器。LTC3786 憑借其非常高效率的同步操作而成為此類應(yīng)用的理想選擇。

為了改善效率，選擇了具有正好合適的 RDS(ON) 之 MOSFET。另外，開(kāi)關(guān)頻率被設(shè)定為 350kHz 以最大限度地降低開(kāi)關(guān)損耗并保持小巧的電感器尺寸。LTC3786 電路需要一個(gè)用于偏置的外部 5V、10mA 電源。然而，如果能接受采用滿充電的鋰離子電池 (4.2V) 來(lái)啟動(dòng)，那么這可以依靠其自有的 5V 輸出在內(nèi)部施加偏置。為了實(shí)現(xiàn)較高的效率，采用了 DC 電阻檢測(cè)和一個(gè)具有低于 2mΩ DCR 的電感器。然而，這產(chǎn)生了一個(gè)高于所需 5A 輸出的電流限值。如果需要電流限制，則采用一個(gè)熱插拔 (Hot Swap™) 電路 (例如：由 LTC4231 µPower 熱插拔控制器所提供之電路) 將能夠提供電流保護(hù)作用。