芯耀
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隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，升壓DCDC變換器的應(yīng)用越來越廣泛。升壓DCDC變換器可顯著提高電源應(yīng)用的通用性。利用升壓變換器，新開發(fā)的電子設(shè)備可以無縫連接至任何供電通道，無需重新設(shè)計上游供電通道或使用多個版本電子設(shè)備來應(yīng)對各種供電場景。
LTC7804是ADI推出的一款高性能同步升壓DCDC穩(wěn)壓控制器，可驅(qū)動N溝道功率MOSFET極。具有低靜態(tài)電流、單輸出同步整流、高達40 V的寬輸入電壓范圍、展頻(SSFM)等功能，可輕松滿足電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)要求，降低輸入和輸出電源上的峰值輻射和傳導(dǎo)噪聲。?LTC7804的超低無負載靜態(tài)電流可以
延長電池供電系統(tǒng)的運行時間。此外，該芯片可簡化升壓變換器的設(shè)計，不會對其先進的性能產(chǎn)生不利影響。
ADI特意推出一款評估板DC2846A，用來作為LTC7804的演示電路。本次測評針對該評估板進行測試，從而來驗證LTC7804的性能。
DC2846A開箱
-圖1-
-圖2-
如圖1、圖2所示，DC2846A開發(fā)套裝外部為簡潔的彩印紙盒包裝，內(nèi)有防靜電海綿以及減震塑料保護。內(nèi)部只有一塊DC2846A評估板，如圖3所示。
-圖3-
DC2846A是一款DC/DC同步升壓變換器演示電路，內(nèi)置同步升壓控制器LTC7804?？梢援a(chǎn)生24V輸出電壓并提供高達6A的輸出電流。500kHz恒定開關(guān)頻率工作可實現(xiàn)小型高效電路。
該板具有極低靜態(tài)電流，休眠模式下為15μA，關(guān)斷時低至1μA。在寬負載范圍內(nèi)提供較高的輸出電壓精度（通常為±2%），且沒有最低負載要求。
輕負載時，可選擇脈沖跳躍模式、強制連續(xù)模式或低紋波Burst Mode操作。如果 VIN > VOUT，則DC2846A通過保持頂部MOSFET持續(xù)導(dǎo)通來消除通常的升壓拓撲損耗。
支持兩種升壓控制器偏置方法：直接通過輸入電壓偏置或通過輸出電壓偏置，也可將電壓源連接至EXTVCC端子。
DC2846A開關(guān)頻率范圍非常寬，為100kHz至3MHz。可以選擇擴頻或固定頻率?？膳c此范圍內(nèi)的外部時鐘同步。擴頻操作用于降低峰值輻射和傳導(dǎo)噪聲，從而輕松滿足電磁干擾(EMI)標(biāo)準(zhǔn)要求。
DC2846A包括小尺寸電路。它是一種高性能和高性價比解決方案，適合電信、汽車和以太網(wǎng)供電應(yīng)用。
主要性能參數(shù)
-表1-
相關(guān)資料
對于DC2846A和LTC7804 ADI在其官網(wǎng)上提供了詳細的資料，包括產(chǎn)品介紹、用戶手冊、原理圖、設(shè)計文件、BOM、仿真模型，參考資料，支持與論壇，樣片申請等內(nèi)容。下圖就是相應(yīng)的資料界面。
-圖4-
原理圖與硬件介紹
圖5為DC2846A原理圖。圖6為DC2846A的PCB布局。
-圖5-
從圖6可以看出，布局分為功率部分和控制部分。功率部分主要由輸入電路，輸出電路和電感組成。輸入電路主要由輸入端子、輸入電容和對應(yīng)的N-MOSFET組成。輸出電路主要由輸出端子、輸出電容和對應(yīng)的N-MOSFET組成。
控制部分以LTC7804為核心，輔以外圍控制電路，模式選擇電路，頻率設(shè)置電路，電源輔助電路，以及反饋電路。RUN(JP2)控制評估板的運行狀態(tài)。MODE(JP1)設(shè)置輕載下電路的工作模式，有三種模式可選，分別為電流連續(xù)模式(CCM)，脈沖跳躍模式(PULSE SKIP)和突發(fā)模式(BURST MODE)。VBIAS(JP3)。VBIAS(JP3)為偏執(zhí)電源。FREQ SET(JP4)對頻率進行設(shè)置，有固定頻率FIX FREQ,外部時鐘同步頻率SYNC和擴頻SPREAD三個選項。
?-圖6-
核心器件
核心器件LTC7804是一款高性能同步升壓DCDC開關(guān)穩(wěn)壓控制器，可驅(qū)動所有N溝道功率MOSFET。同步整流可提高效率，降低功耗，以及降低散熱要求。主要特性如下：
- 同步工作，實現(xiàn)最高效率，降低散熱。
- 輸入電壓范圍為4.5V至40V，啟動后工作電壓低至1V；輸出電壓高達40V。
- 低工作IQ：14μA；低關(guān)斷電流IQ：1.2μA。
- 同步MOSFET可以達到100%占空比，從而直通。
- 可編程固定頻率為100kHz至3MHz，可鎖相頻率，可擴頻運行。
- 輕負載時可選擇連續(xù)、脈沖跳躍或低紋波Burst Mode操作。
- 散熱增強型16引腳3mm x 3mm QFN和MSOP封裝。
LTC7804可廣泛應(yīng)用于電信、汽車、工業(yè)設(shè)備、航空電子等領(lǐng)域。
上電實驗
上電實驗用到的設(shè)備如圖7所示：
-圖7-
上電實驗之前，需要對評估板進行設(shè)置，步驟如下：
1.將跳線運行器（JP2）置于ON位置，將跳線模式（JP1）置于脈沖跳線位置，將跳線頻率集（JP4）置于固定FREQ位置，將跳線VBIAS（JP3）置于VIN位置。
2.斷電狀態(tài)下，將輸入電源連接到VIN和GND。設(shè)置完成，將DC2846A的輸入端子與直流電源輸出進行連接。隨后用萬用表觀察DC2846A空載時輸出端子電壓變化，步驟如下：
3.打開輸入電源，慢慢將輸入電壓提高至12V。確保輸入電壓VIN不超過20V。
4.檢查輸出電壓是否正確，電壓為24V。通過實驗可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輸入電壓大于5V時，輸出電壓即可達到24V，且直至輸入電壓至12V，輸出電壓一直穩(wěn)定在24V.空載實驗后，進行帶載實驗，接線如圖7所示。
5.設(shè)定直流電源供電最大能力為 輸出電壓為12V,輸出電流為2A,從而DC2846A輸出電壓為24V。
6.在工作范圍內(nèi)調(diào)整電子負載，并觀察輸出電壓、紋波電壓、效率等參數(shù)。
通過設(shè)置帶載實驗，獲得電路輸入電路和輸出電路數(shù)據(jù)，經(jīng)過整理計算得到表2?？梢酝ㄟ^表2了解該評估版的性能與效率。
-表2-
從表2中可以看出輸出電壓值非常穩(wěn)定，由負載引起的電壓變化值小于1%。在輕載的情況下，效率偏低；當(dāng)功率為5W時，效率已快速上升至88.9%；當(dāng)功率為20W時，效率高達到94.6%。
從示波器中可以得到DC2846A的電壓紋波數(shù)據(jù)（圖8），電壓紋波平均值為65mV,最大值為160mV，可見紋波性能還是非常優(yōu)異的。
-圖8-
小結(jié)
通過開箱觀察與資料學(xué)習(xí)，我們了解了DC2846A的主要參數(shù)、工作原理、板面布局，以及核心器件。通過上電實驗，我們了解了DC2846A的電壓、紋波、效率等電氣特性。
綜合以上對評估板DC2846A的測評，可以推出，DCDC穩(wěn)壓控制器LTC7804具有優(yōu)異的性能?？梢院喕蛻舻?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E7%94%B5%E6%BA%90%E8%AE%BE%E8%AE%A1/">電源設(shè)計，在保證性能的基礎(chǔ)上加快客戶的開發(fā)進程。
