0 引言
由于移動通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展,對車載設備電源提出了更高的要求,。急需一種將汽車電瓶的12V電壓轉(zhuǎn)換為16V,18.5V,24V等 多路輸出的電源,,要求每路輸出的電流可以達到7A。由于市面上的升壓DC/DC達不到電流需求,,目前常采用將12V電瓶電壓逆變到交流220V,再由交流 220V產(chǎn)生直流18.5V等多路輸出的方法,,雖然其可以達到電流需求,但電源經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)換后,,電源效率將大幅度降低,,大約只有60%左右,這樣的轉(zhuǎn)換效 率對汽車電瓶供電是很難接受的,。
針對這一問題,,該文提出基于兩相步進升壓型DC/DC控制器LT3782設計大電流輸出的升壓型DC/DC模塊的方法。
1 LT3782簡介
LT3782是美國凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進升壓型DC/DC控制器,,28引腳SSOP封裝芯片,,開關(guān)頻率在150~500kHz之 間可編程,,由于采用兩相BOOST拓撲結(jié)構(gòu)。對輸出場效應管漏電流和肖特基二極管通過電流的要求都減少一半,,即兩個輸出相位差180°,,兩個輸出間互相抑 制輸出紋波電流,輸出紋波是單相BOOST轉(zhuǎn)換電路的1/3,。電源效率高,,對散熱的要求小。
圖1是LT3782的管腳圖,,第29引腳是芯片底部的散熱腳,。27引腳連接輸入電源;4引腳接地,;11引腳用來設定開關(guān)頻率,;20和 23BGATE引腳用來驅(qū)動場效應管的柵極;8,9,12和13SENSE引腳用來反饋場效應管的輸出電流,;16引腳是輸出電壓反饋引腳,,該腳電壓為 2.44V,通過反饋電阻可以設定輸出電壓值。17引腳是低電壓關(guān)斷引腳,,當該引腳的電壓大于2.45V時,,器件才開始工作,當該引腳的電壓小于0.3V 時,,器件進入低電壓關(guān)斷模式,。14引腳是軟啟動引腳,當加電時,,輸出電壓從0V漸變到設定的輸出電壓值,,典型的啟動時間可以由下式計算:
式中:C為連接14引腳到地的電容值,單位為μF;t為典型的啟動時間,。
2 電路實現(xiàn)
2.1 開關(guān)電源總體設計
電路實現(xiàn)如圖2所示,,12V汽車電瓶電壓經(jīng)過插頭JP1和R5給LT3782供電,LT3782產(chǎn)生的兩相振蕩輸出驅(qū)動N溝道場效應管Q1和Q2,場效應管輸出分別經(jīng)肖特基二極管D1和D2整流后,,由電容C7濾波輸出,。
2.2 開關(guān)電源參數(shù)設定
圖2中,電阻R1用來設定LT3782的開關(guān)頻率,,LT3782的開關(guān)頻率在150~500kHz之間可編程,。這里選取開關(guān)頻率為250kHz,參照圖3取電阻值R1=75kHz。
參照LT3782數(shù)據(jù)手冊,,通過輸入/輸出電壓關(guān)系和占空比可以推算出N溝道場效應管的峰值電流約為1,。通過設定電阻R8和R10 的阻值可以設定電源的限制電流,避免電源電流過大,燒壞后面電路,。LT3782的SENSE管腳的域值電壓為60mV,因而電阻R8和R10的阻值為 0.004Ω,。
輸出電壓是通過設定電阻R13,R7和R11的比例關(guān)系來設定的,LT3782的FB腳電壓為2.44V參考電壓,,這樣輸出電壓可以通過下式計算:
Vout=2.44[1+(R13+R7)/R11
汽車電瓶的過放電保護是通過設定該電源的zui低工作電壓實現(xiàn)的,。當LT3782的RUN管腳電壓高于2.45V時,該電源才能正常工作,,通過電阻R6和R9的分壓,,使汽車電瓶電壓在大于10V時,該電源才能正常工作,,避免了電瓶的過放電。
3 電路測試
為了驗證該開關(guān)電源性能,,采用如圖4所示的方法進行驗證,。因為該電源的輸入電流較大,輸入的直流電源采用安捷倫的6574A2J07,。 它的輸出電流zui高可達42A,輸出電壓在0~50V范圍內(nèi)可調(diào),,輸出負載采用建伍的PEL1022201,通過它可以直觀地看到輸出電壓和電流情況。經(jīng)過 驗證,,該電路*使用單位需求,。
4 小結(jié)
基于美國凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進升壓型DC/DC控制器LT3782, 設計了一款大電流輸出的升壓型DC/DC模塊。該模塊在12V汽車電瓶供電下,,根據(jù)需要可以提供高達7A電流的24V,18.5V等多種輸出,,由于采用兩 相DC/DC新技術(shù),電源效率達到90%以上,。比電源經(jīng)過轉(zhuǎn)換到交流220V后,,再轉(zhuǎn)換成所需電壓的方法,效率明顯提高,,符合當前建設節(jié)約型社會的發(fā)展方 向,,實用性更強。
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