高电压、高效率正负转换器

正负转换（反相输出）广泛应用于LCD器件、OLED显示器、音频放大器、工业机械、半导体制造过程控制设备、测量工具、测试系统、LED驱动器和电池充电器。其中许多应用需要高功率电平和扩展的输入电压范围，这是 LTC3896 正至负控制器的两个固有特性。该控制器特别适合汽车应用，因为它能够处理非常高的输入和输出电压（总电压应力可达150V），能够驱动标准电平MOSFET，并且具有40μA （停机模式时为10μA）的低工作静态电流。

7V至72V宽输入至−12V/5A输出

图 1 示出了一款基于 LTC3896 的正负转换器。该解决方案可在12V至5V输入电压范围内提供−7V/72A输出。在汽车市场中，LTC3896 能够处理高输入电压，从而免除了增设庞大且昂贵的电压抑制器的需要，而低最小输入电压即使在冷启动条件下也能保持敏感系统的运行。

图1.–12V 输出转换器 （U1） 在 5V 至 7V 的输入电压范围内为负载提供 72A 电流。 注意 控制信号 RUN、PGOOD 和 PLLIN 以 GND 为参考

转换器的动力传动系包括 MOSFET Q1、Q2 和电感 L1。输出滤波器基于陶瓷电容器C牛.艾克斯电视抄送U1 的引脚连接到 GND，在此引脚上相对于 V 产生 12V 电位外–.如果需要电源良好信号，则应使用以GND为基准的外部电压源。LTC3896 的控制和接口信号（包括 RUN、PGOOD 和 PLLIN）以系统 GND 为基准，以免除处理器控制系统中增设电平转换器的需要。

有关计算 LTC3896 周围组件上的电压和电流应力的准则，请参见数据手册[1].对于基本评估，占空比 （D）、平均电感电流 （IL） 和 MOSFET 电压应力 （VDS） 可以按以下公式计算：

演示电路DC2447A [2]说明了LTC3896的多功能性。设计人员可以测试该控制器的众多功能，包括与外部时钟同步、采用外部线性稳压器来降低高输出电压下IC上的热应力的能力，以及产生–5V或–3.3V输出的简单解决方案。

图2显示了各种输入电压下的效率。图3显示了转换器工作中的热图像。

图2.图1所示电路的效率曲线。输出电压为 –12V，最大负载电流为 5A

图3.DC2447A的热图像是在36V输入电压下拍摄的，–12V在5A输出下拍摄的。右侧是演示板的装配图

结论

LTC®3896 是一款高度集成的控制器，专为正至负转换而设计。基于该控制器的解决方案非常高效，静态电流极低，这对于电池供电系统非常重要。它还具有高度通用性，具有可编程频率、150V 宽输入电压范围和高达 –60V 的输出电压。它简化了汽车和工业电源的设计，控制信号以主机接地为参考。

审核编辑：郭婷