簡化高輸出、寬輸入電壓應(yīng)用設(shè)計(jì)，這款器件是如何實(shí)現(xiàn)的？

【導(dǎo)讀】工業(yè)、電信、醫(yī)療和汽車應(yīng)用采用各種各樣的穩(wěn)定電壓以有效地運(yùn)作，包括了高電壓和負(fù)電壓軌。當(dāng)設(shè)計(jì)師要設(shè)計(jì)一個(gè)工業(yè)用電源時(shí)，可通過盡量減少器件數(shù)目以及所需控制器 IC 的數(shù)量來簡化這項(xiàng)任務(wù)。LT8331 利用一個(gè)集成型 140V、500mA 開關(guān)、可編程頻率、超低靜態(tài)電流和輕負(fù)載突發(fā)模式 (Burst Mode?) 操作實(shí)現(xiàn)了上述兩個(gè)目標(biāo)。

高電壓應(yīng)用可容易地采用一個(gè)簡單的升壓轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)，如圖 1 所示。該應(yīng)用電路能夠以一種直接的升壓配置在 25mA 至 80mA 輸出 120V，或者通過增設(shè)少量的組件 (如虛線內(nèi)所示) 作為一種兩級(jí)升壓而在 12mA 至 40mA 輸出 240V。負(fù)載可全部從 VOUT2 獲取，或從 VOUT1 與 VOUT2 的組合獲得。

可容易地通過如圖 2 所示的方式配置轉(zhuǎn)換器以獲得一個(gè)高壓負(fù)輸出電壓軌。該轉(zhuǎn)換器通過增設(shè)一個(gè)電容器和一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)了開關(guān)電壓的充分利用，以產(chǎn)生一個(gè)負(fù)輸出。一個(gè)耦合電容器 C5 在停機(jī)期間增添了輸入至輸出斷接功能，這與 CUK 轉(zhuǎn)換器是相似的。

圖 3 示出了一個(gè)使用 LT8331 的 CUK 轉(zhuǎn)換器，而圖 4 則示出了該反相器在采用 12V 輸入時(shí)的效率曲線。此轉(zhuǎn)換器的效率峰值為 84%。當(dāng)負(fù)載下降至約 40mA 時(shí)，突發(fā)模式操作開始生效，這使轉(zhuǎn)換器能夠維持相當(dāng)好的 73% 效率水平，即使具有一個(gè) 1mA 負(fù)載時(shí)也不例外。

LT8331 具有非常低的靜態(tài)電流。該器件可執(zhí)行一種操作模式，當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)輕負(fù)載時(shí)，該模式允許逐步地降低開關(guān)頻率。這種模式使得轉(zhuǎn)換器能夠在輕負(fù)載條件下同時(shí)保持高效率和低輸出紋波。當(dāng)輸出未加載時(shí)，輸入電流僅為 29μA，而大約 11μA 來自于 FBX 電阻分壓器。如果通過把 EN 引腳拉至地電位以關(guān)斷轉(zhuǎn)換器，輸入電流在采用 5V 輸入時(shí)會(huì)下降至大約 1μA，或在采用 12V 輸入時(shí)至 2μA。大部份的停機(jī)電流由 EN/UVLO 電阻分壓器抽取。

LT8331 的 4.5V 至 100V 輸入范圍及其額定電壓為 140V 的開關(guān)使之成為 SEPIC 和 CUK 轉(zhuǎn)換器的一種理想選擇方案。耦合電容器 C5 斷開了輸入至輸出 DC 通路，這是在那些必須把輸出與輸入斷接的應(yīng)用中所期望的一項(xiàng)特性。它額外的好處是消除了 FBX 電阻分壓器所抽取的電流。這些轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)電壓等于輸入和輸出電壓之和。

結(jié)論

LT8331 通過減少外部組件的數(shù)目簡化了高輸出電壓和寬輸入電壓應(yīng)用的設(shè)計(jì)。其 140V、500mA 內(nèi)部開關(guān)、100V 輸入、可編程頻率、超低靜態(tài)電流和輕負(fù)載突發(fā)模式操作使之成為廣泛應(yīng)用的理想選擇。