引言
由于移動(dòng)通信等技術(shù)的迅猛發(fā)展,，對(duì)車載設(shè)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(dá)到7A,。由于市面上的升壓DC/DC達(dá)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(dá)到電流需求,，但電源經(jīng)過(guò)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(duì)汽車電瓶供電是很難接受的,。
針對(duì)這一問(wèn)題，該文提出基于兩相步進(jìn)升壓型DC/DC控制器LT3782設(shè)計(jì)大電流輸出的升壓型DC/DC模塊的方法,。
1 LT3782簡(jiǎn)介
LT3782是美國(guó)凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進(jìn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu),。對(duì)輸出場(chǎng)效應(yīng)管漏電流和肖特基二極管通過(guò)電流的要求都減少一半，即兩個(gè)輸出相位差180°,，兩個(gè)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(duì)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(lái)設(shè)定開關(guān)頻率,；20和23BGATE引腳用來(lái)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極,；8，9,，12和13SENSE引腳用來(lái)反饋場(chǎng)效應(yīng)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(guò)反饋電阻可以設(shè)定輸出電壓值。17引腳是低電壓關(guān)斷引腳,，當(dāng)該引腳的電壓大于2.45V時(shí),，器件才開始工作，當(dāng)該引腳的電壓小于0.3V時(shí),，器件進(jìn)入低電壓關(guān)斷模式,。14引腳是軟啟動(dòng)引腳，當(dāng)加電時(shí),，輸出電壓從0V漸變到設(shè)定的輸出電壓值,，典型的啟動(dòng)時(shí)間可以由下式計(jì)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(dòng)時(shí)間,。
2 電路實(shí)現(xiàn)
2.1 開關(guān)電源總體設(shè)計(jì)
電路實(shí)現(xiàn)如圖2所示，12V汽車電瓶電壓經(jīng)過(guò)插頭JP1和R5給LT3782供電,，LT3782產(chǎn)生的兩相振蕩輸出驅(qū)動(dòng)N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q1和Q2,，場(chǎng)效應(yīng)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(shè)定
圖2中,，電阻R1用來(lái)設(shè)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?qǐng)D3取電阻值R1=75kHz,。
參照LT3782數(shù)據(jù)手冊(cè)，通過(guò)輸入/輸出電壓關(guān)系和占空比可以推算出N溝道場(chǎng)效應(yīng)管的峰值電流約為15A,。通過(guò)設(shè)定電阻R8和R10的阻值可以設(shè)定電源的限制電流,，避免電源電流過(guò)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(guò)設(shè)定電阻R13,，R7和R11的比例關(guān)系來(lái)設(shè)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(guò)下式計(jì)算：
Vout=2.44[1+（R13+R7）/R11]
汽車電瓶的過(guò)放電保護(hù)是通過(guò)設(shè)定該電源的最低工作電壓實(shí)現(xiàn)的,。當(dāng)LT3782的RUN管腳電壓高于2.45V時(shí),，該電源才能正常工作，通過(guò)電阻R6和R9的分壓,，使汽車電瓶電壓在大于10V時(shí),，該電源才能正常工作，避免了電瓶的過(guò)放電,。
3 電路測(cè)試
為了驗(yàn)證該開關(guān)電源性能,，采用如圖4所示的方法進(jìn)行驗(yàn)證。因?yàn)樵撾娫吹妮斎腚娏鬏^大,，輸入的直流電源采用安捷倫的6574A2J07,。它的輸出電流最高可達(dá)42A，輸出電壓在0～50V范圍內(nèi)可調(diào),，輸出負(fù)載采用建伍的PEL1022201,，通過(guò)它可以直觀地看到輸出電壓和電流情況。經(jīng)過(guò)驗(yàn)證,，該電路完全滿足使用單位需求,。
4 結(jié)語(yǔ)
基于美國(guó)凌力爾特公司生產(chǎn)的兩相步進(jìn)升壓型DC/DC控制器LT3782，設(shè)計(jì)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(dá)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(dá)到90%以上,。比電源經(jīng)過(guò)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(dāng)前建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展方向，實(shí)用性更強(qiáng),。