优化电源转换器控制回路的三种方案

 

几乎每个电源都有一个控制回路，以确保输出电压为恒定值。电源设计旨在优化控制回路，以便在输入电压或负载瞬变出现波动时，最大限度地减少控制输出电压与设定值之间的偏差。这里的一个重要关系是输出电容的大小与开关稳压器IC的响应速度的关系。如果回路响应特别快，则可以使用较小的输出电容，同时将输出电压保持在允许范围内。因此，优化开关稳压器的响应速度可降低系统成本并减少电路的空间需求，因为可以使用较小的输出电容。

 

 

大多数开关稳压器IC都有一个补偿引脚，通常称为ITH或VC，用于控制回路调整。通过巧妙选择电容和电阻，可在控制回路的转换功能中增加极点和零点，以确保最优动态性能和较高控制回路稳定性。但是，如何选择这些补偿元件？

 

对此有三种方法可以使用。

1）  

使用数据手册中的数据手动计算

第一种方法是使用开关稳压器IC的数据手册中的计算公式。考虑一个选定的功率级，提出了稳定化概念。图1显示了 LTC3311 IC及相应的ITH引脚和适当的补偿元件。

 

图1.LTC3311开关稳压器IC有一个ITH引脚用于调整控制回路速度和稳定性

 

 

2）  

使用设计工具

 

找到合适的转换函数设置的第二种方法是使用LTPowerCAD等设计工具来计算外部元件。该方法提供了对控制回路响应的额外洞察。图2显示了LTPowerCAD用户界面，控制回路以波特图的形式表示，另外还显示了时域中输出电压对负载瞬变的响应。ITH设置值可以方便地改变，利用这种方法可以找到最优设置。

 

图2.使用LTPowerCAD选择补偿元件和优化控制回路

 

歌德说过："所有理论都是灰色的。"在实践中，从开发转到批量生产之前，还应考虑并检查寄生元件。已选择的补偿元件连接到ITH引脚，执行负载瞬态测试以检查VOUT的电压变化是否在允许范围内，电压转换器是否稳定地工作。

 

此硬件测试仅检查一个用于补偿的设置选项。但是，可以利用稍微修改的值优化该设置。为此，必须在硬件上完成所有焊接工作，因为必须将外部元件更改为新值以查找最优补偿元件组合。

 

3）  

优雅的方法——使用预配置的RC网络

图3显示了第三种解决问题的方法——使用预配置的RC网络，这种方法很优雅。ADI 的 LB013A 板是一个小型电路板，其上实现了简单的可切换和可调整RC网络。总电容和电阻值可以通过驱动小型开关和旋转电位计来改变。无需费力地焊接补偿模块，补偿设置可以在负载瞬态测试期间实时优化。LB013A之类的电路板很容易制造，但也可以从ADI购买。

图3.利用ADI公司的LB013A板优化补偿元件

 

利用这三种优化开关稳压器补偿的方法，可以补偿任何电源。

ADI 的单芯片降压/升压同步DC/DC转换器提供高电流输出，可使用各种电源供电，包括单节或多节电池、超级电容堆栈和壁式适配器。专有4开关PWM降压-升压拓扑可在所有工作模式中进行低噪声、无抖动切换，因而非常适合对电源噪声敏感的RF和精密模拟应用。

 

通过其独特的内部四MOSFET开关组合，可以通过100%压差工作模式从降压模式无缝转换到升压模式，即使输入电压在输出电压上下波动时，也能实现固定输出电压。有些器件采用并联方式以提供更高的功率，或包括自动最大功率点跟踪(MPPT)，以支持太阳能电池充电和MPPT控制功能。

 

目前，部分内部电源开关升降压稳压器产品及其评估板均可在 ADI 中国在线商城（ADI 中文产品页面）直接下单采购，本文分享几款最近新上的评估板，有需要的筒子可在产品页面进行下单哦~

上新推荐  内部电源开关升降压稳压器  

以下产品均可在ADI官网中文产品页面一键加购。

 LT3120          

26V、9A、低I_Q CC/CV单芯片降压-升压转换器

 

LT3120是一款高效率26V单芯片降压-升压转换器。丰富的特性集成和极低电阻内部电源开关较大程度地减小了总体解决方案的占用面积，甚至适合最苛刻的应用。专有四开关PWM架构采用高于、等于或低于输出电压的输入电压进行无缝低噪声工作。

 

外部频率编程以及使用内部PLL的同步，支持在400kHz至2MHz的宽开关频率范围内运行。2.5V至26V的宽输入范围非常适合使用非稳压电源（包括电池组和备用电容器）进行操作。启动后，可在输入电压低至500mV的情况下运行。

 

其他功能包括输出短路保护、热过载保护、小于3μA的关断电流、电源良好指示器、突发模式操作和最大功率点控制。

 

 

LT3120JV#PBF，¥36.68- ¥64.65

评估板DC2815A，¥660.93

 

 

 LT3154          

5.5V、6A、低I_Q单芯片降压-升压DC/DC转换器

 

LT3154是一款高效率、大电流、降压-升压DC/DC转换器，工作时的输入电压可高于、低于或等于调节输出电压。LT3154的先进拓扑结构可在所有工作模式下提供连续传输。VIN在1.8V至5.5V范围内运行，为各种电源提供了灵活性。输出电压可在1.8V至5.5V之间调节。

为尽量减少外部组件，LT3154可配置为采用2.2MHz内部振荡器工作。为了优化应用以实现更高效率或尽量缩小尺寸，可在500kHz至4MHz之间对振荡器编程，或针对噪声敏感电路，与外部时钟实现同步。

可选Burst Mode突发工作模式将静态电流降至17μA，确保在整个负载范围内实现高效率。可针对各种输入源调整VIN启动阈值(UVLO)。内部或外部可编程软启动限制启动期间的浪涌电流。其他特性包括：关断电流<1μA、短路和热过载保护。

 

 

LT3154AV#PBF，¥13.94- ¥27.77

评估板DC2757A，¥1,101.47

 

 

 LTC3111          

15V、1.5A 同步降压-升压型 DC/DC 转换器

 

LTC3111 是一款固定频率、同步降压-升压型 DC/DC 转换器，其具有一个扩展的输入和输出范围。独特的四开关、单电感器架构提供了低噪声，并可在输入电压高于、低于或等于输出电压的情况下实现无缝运作。

 

LTC3111 具有一个 2.5V 至 15V 的输入和输出范围，很适合于多种单节或多节电池、后备电容器或墙上适配器电源应用。低 RDS(ON) 内部 N 沟道 MOSFET 开关和可选的 PWM 或突发模式操作可在众多的工作条件下实现高效率。

 

一个准确的 RUN 引脚允许用户设置转换器的接通门限电压。该器件的其他特点包括：短路保护、内部软起动和热停机功能。

 

 

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

开发板DC1999A，¥1,178.71

 

 LTC3113          

3A、低噪声、降压-升压型 DC/DC 转换器

 

LTC3113 是一款宽 VIN 范围、高效率、固定频率、降压-升压型 DC/DC 转换器，可在输入电压高于、低于或等于输出电压的情况下运作。该 IC 所运用的拓扑结构可实现低噪声操作，从而使其非常适合于 RF 和精准测量应用。

LTC3113 能够提供高达 3A 的连续输出电流以满足要求最为严苛的应用。在降压模式中可提供较高的输出电流。集成型低 RDS(ON) 功率 MOSFET 和一个高达 2MHz 的可编程开关频率实现了紧凑的解决方案占板面积。可选的突发模式操作能在轻负载条件下改善效率。
 

该器件的其他特点包括 <1μA 的停机电流、集成软起动、短路保护、电流限制和热过载保护功能。

 

 

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

评估板DC1551A，¥1,178.71

 

 

 LTC3114-1          

LTC3114EDHC-1演示板 | 同步降压-升压，V_IN=2.7V至40V，V_OUT = 5V（高达1A）

 

LTC3114-1 是一款通用的宽工作电压范围同步单片式降压-升压型 DC/DC 转换器，其具有可编程平均输出电流。LTC3114-1 的专有降压-升压型 PWM 控制电路可在整个工作电压范围内提供低噪声操作。电流模式控制确保了优异的电压和负载瞬态响应。 

同步、内部 MOSFET 开关和引脚可选的突发模式操作可在整个负载电流范围内保持高效率。平均输出电流利用一个标准电阻器进行设置，并为实现宽输入范围、高效率充电系统或恒定电流、高效率 LED 驱动器提供了基础。稳压器接通可通过准确的 RUN 引脚进行编程。在停机模式中静态电流仅为 3μA。该器件集成了过热保护、短路保护和软起动功能。
 

 

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

评估板SCP-LTC3114-1-EVALZ，¥392.90

评估板SCP-1X2BKOUT-EVALZ，¥284.72

评估板SCP-1X5BKOUT-EVALZ，¥589.36

评估板SCP-5X1-EVALZ，¥589.36

评估板SCP-FILTER-EVALZ，¥203.36

评估板SCP-OUTPUT-EVALZ，¥275.05

评估板SCP-THRUBRD-EVALZ，¥196.45

评估板DC1821B，¥1,178.71 

 

 

 LTC3119          

18V、5A、同步降压-升压型 DC/DC 转换器

 

LTC3119 是一款高效率、18V、单片式、降压-升压型转换器，该器件能够提供高达 5A 的连续输出电流。丰富齐全的功能集成和非常低电阻内部电源开关较大限度地缩减了总体解决方案占板面积，甚至对于要求严苛的应用也不例外。一种专有的四开关 PWM 架构可在输入电压高于、低于、或等于输出电压的情况下提供无缝的低噪声操作。

外部频率编程以及采用一个内部 PLL 的同步实现了 400kHz 至 2MHz 宽开关频率范围内的操作。2.5V 至 18V 的宽输入范围非常适合采用未调整电源 (包括电池组和后备电容器) 的操作。在启动之后，操作可在低至 250mV 的输入电压下进行。

该器件的其他特点包括：输出短路保护、热过载保护、小于 3μA 的停机电流、电源良好指示器、突发模式操作和最大功率点控制。

 

 

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

评估板DC2129A，¥1,178.71