基于LTC7803的高性能电源设计

LTC7803是ADI公司开发的一款同步降压型控制器，可简化高性能电源的设计。这款控制器具有以下重要特性：集成低阻抗栅极驱动器，能够切换N通道MOSFET，从而降低整体转换器成本，提高效率；极低工作静态电流（5µA）；40V宽输入/输出电压范围；100kHz至3MHz的极高可编程开关频率范围；检测电阻或DCR检测可进一步提升效率；以及100%占空比。另外支持SpreadSpectrum®（扩频）操作。LTC7803在±15%范围内调节开关频率，这可简化EMI合规要求并降低EMI滤波器成本。

电气原理图和功能

降压型转换器的电气原理图如图1所示。该转换器从5V至38V输入轨供应3.3V电压和20A。电驱动系统包括MOSFETQ1至Q4、电感L1和输入/输出滤波器电容。MODE引脚和跳线Jp1含义强制持续导通、跳脉冲或BurstMode®（突发模式）操作。每种操作模式都各有优缺点。在FCM中，整个输出电流范围内的低输出纹波以牺牲轻负载下的效率为代价。突发模式可在轻负载或无负载下供应高效率，但轻负载下的输出电压纹波更高。

LTC7803的另一个优势是能够与外部时钟同步，从而可防止主机系统中不同频率相互用途造成干扰问题。跳线Jp2（FREQSET）允许在固定频率之间选择、同步到外部时钟或进行扩频操作。请注意，假如选择突发模式（MODE引脚连接至GND）并激活同步功能（pLLIN/Spread引脚上的时钟脉冲），则控制器在FCM中运行。从实际的角度来说，在这种情况下最好使用脉冲跳跃模式。脉冲跳跃模式（通过100kΩ电阻将MODE引脚连接至INTVCC）在轻负载下供应的效率要比FCM高得多。

图1.基于LTC7803的转换器电气原理图，VIN为5V至38V，VOUT为3.3V（20A时）

效率和扩频操作

图2显示了突发模式下具有不同输入电压的转换器效率。

图2.脉冲跳跃和突发工作模式下的转换器效率

图3所示的DC2834A演示板用于LTC7803评估。图4显示DC2834在满载下的热图像。

图3.DC2834A演示板

扩频操作是LTC7803的一个重要优势。该特性大幅降低了转换器的辐射和传导噪声，并显著简化了整个系统对EMI标准的合规要求。图5比较了在CISpR255类限制下，有扩频操作和无扩频操作的两次传导EMI扫描结果。

图4.在自然对流冷却、没有空气流动的情况下，VIN为12V、VOUT为3.3V，电流为20A时，转换器的热图像。

图5.在CISpR255类限制下启用和禁用扩频操作（固定频率）的传导EMI扫描结果

结论

低IQ同步降压型控制器LTC7803可显著简化高效率功率转换器设计。它能够在各种输入/输出电压下工作，并具有出色的瞬态响应性能。LTC7803具有一些极重要的特性，如突发模式和扩频操作，进一步提高了效率和EMI标准合规性。