深入解析LTC7840：一款优秀的双相双输出非同步升压控制器

引言

在电子工程师的日常工作中，电源管理芯片的选择至关重要。一款性能优异的电源控制器能够为电路设计带来诸多便利，提高系统的稳定性和效率。今天，我们就来深入探讨一下Linear公司的LTC7840，一款双相双输出非同步升压控制器。

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一、主要特性

1. 宽输入电压范围

LTC7840具有5.5V至60V的宽输入电压范围，这使得它能够适应各种不同的电源环境，包括可能出现高输入电压浪涌的情况。这种宽范围的设计为工程师在不同应用场景下的设计提供了很大的灵活性。

2. 灵活的配置方式

它可以配置为双相单输出或双输出控制器，还支持SEPIC和反激拓扑。这种灵活性使得LTC7840能够满足多种不同的电路设计需求，例如在汽车系统、电信系统和工业电源等领域都能大显身手。

3. 先进的控制模式

采用峰值电流模式控制，具有平滑的二次斜率补偿和动态斜率恢复功能。这种控制模式能够有效提高电路的稳定性和响应速度，确保输出电压的精确调节。

4. 可调节参数丰富

可调节的最大占空比、最小导通时间、电流检测限值等参数，让工程师可以根据具体的应用需求进行精细的调整，优化电路性能。

5. 完善的保护功能

具备打嗝模式过流保护和输出过压保护功能，能够在电路出现故障时及时保护系统，提高系统的可靠性和安全性。

二、电气特性

1. 输入参数

输入电压范围为5.5V至60V，在正常工作和关机状态下，输入直流电源电流有明确的规格。例如，在正常工作时，当(V{IN}=12V)，(V{RUN}=2V)且无开关动作时，输入直流电源电流典型值为3mA；关机状态下，(V_{RUN}=0V)时，电流典型值为40μA。

2. 电压基准和反馈

内部具有±1%的1.2V电压基准，反馈电压(V{FB1})和(V{FB2})在规定条件下能够精确调节，反馈电流较小，确保了输出电压的稳定性和准确性。

3. 开关频率

可编程且可锁相的工作频率范围为50kHz至425kHz，通过FREQ引脚的电压可以方便地设置开关频率，满足不同应用对频率的要求。

4. 其他特性

还包括内部10V的LDO稳压器为栅极驱动器供电、两个RUN引脚和双电源良好监视器等特性，为电路设计提供了更多的便利和监控手段。

三、引脚功能

LTC7840的引脚功能设计合理，每个引脚都有其特定的作用。例如，RUN1和RUN2引脚用于控制通道的开启和关闭，通过设置不同的电压可以实现对通道的灵活控制；ILIM1和ILIM2引脚用于设置电流比较器的最大检测电压，从而调节最大电流检测阈值；DMAX引脚可以编程设置最大占空比，通过不同的连接方式可以得到不同的占空比限制。

四、工作原理

1. 控制环路

LTC7840是一款恒频、电流模式的升压控制器，两个通道以180º异相工作。在正常工作时，外部MOSFET根据时钟信号和电流比较器的输出进行开关动作，通过误差放大器将输出反馈信号与内部1.2V参考进行比较，调节电感电流，从而实现对输出电压的精确控制。

2. 电源供应

采用两级级联的LDO稳压器为栅极驱动器和控制电路供电。第一级LDO输出10V的(DRV{CC})为功率MOSFET栅极驱动器供电，第二级LDO输出3.8V的(INTV{CC})为低压模拟和数字控制电路供电。需要注意的是，在使用时不能从外部电源对LDO的输出进行偏置，否则可能会导致电路故障。

3. 热管理

提供两种封装选项：28引脚热增强型TSSOP封装（FE28）和28引脚QFN封装（UFD28），具有不同的热阻特性。在设计时需要考虑热管理问题，确保芯片的结温不超过最大允许值。可以通过计算总静态电流、功率损耗和结温等参数，选择合适的封装和散热措施。

4. 其他工作模式

在轻载时会进入脉冲跳过模式，以保持输出电压的稳定；通过BLANK引脚可以编程设置前沿消隐时间，过滤掉功率MOSFET开启前沿的噪声；还具有输出过压保护和打嗝模式过流保护等功能，确保电路在各种异常情况下的安全运行。

五、应用信息

1. 拓扑配置

LTC7840可以配置为多种拓扑结构，如双相双输出升压转换器、双相单输出升压转换器、SEPIC拓扑等。不同的拓扑配置适用于不同的应用场景，工程师可以根据具体需求进行选择。

2. 外部元件选择

外部元件的选择对于电路性能至关重要。在选择功率MOSFET时，需要考虑其(R{DS(ON)})、栅极电荷(Q{G})、漏源击穿电压(BV_{DSS})等参数；电感的选择需要根据输入电压范围、工作频率和纹波电流等因素进行计算，确保其饱和电流额定值能够满足电路的要求；输出二极管应选择快速开关、正向压降小和反向泄漏小的二极管；输出电容和输入电容的选择也需要综合考虑ESR、ESL和电容值等因素。

3. PCB布局

在进行PCB布局时，需要遵循一定的原则，以确保电路的正常运行。例如，使用多层PCB板，合理放置功率元件和小信号元件，减小高电流环路的尺寸，避免高频开关节点对小信号的干扰等。

六、设计示例

文档中给出了一个两级升压转换器的设计示例，详细展示了如何根据具体的设计要求进行参数计算和元件选择。通过这个示例，我们可以更直观地了解如何应用LTC7840进行电路设计。

七、总结

LTC7840是一款功能强大、性能优异的双相双输出非同步升压控制器。它具有宽输入电压范围、灵活的配置方式、先进的控制模式和完善的保护功能等优点，能够满足各种不同的电源管理需求。在实际应用中，工程师需要根据具体的设计要求，合理选择外部元件和进行PCB布局，以充分发挥LTC7840的性能优势。

各位工程师朋友们，你们在使用LTC7840或者类似电源控制器的过程中，遇到过哪些有趣的问题或者独特的解决方案呢？欢迎在评论区分享交流！