150-вольтовый понижающий DC/DC преобразователь не требует внешних защитных устройств

Analog Devices, недавно завершившая сделку по приобретению компании Linear Technology, анонсировала начало производства контроллера высоковольтного неизолированного синхронного понижающего импульсного стабилизатора в компактном 24-выводном корпусе со встроенными драйверами всех N-канальных MOSFET силового каскада. Широкий диапазон входных напряжений микросхемы LTC7801 от 4 В до 140 В (150 В – максимально-допустимое) позволяет контроллеру без внешних супрессоров выдерживать высокие напряжения источников питания и большие импульсные помехи. LTC7801 продолжает работать с коэффициентом заполнения до 100% при снижении входного напряжения до 4 В, что хорошо соответствует требованиям транспортных, промышленных, робототехнических и коммуникационных приложений.

Выходное напряжение контроллера может быть установлено в диапазоне от 0.8 В до 60 В при выходных токах до 20 А и КПД более 96%. В спящем режиме устройство продолжает стабилизировать выходное напряжение, потребляя при этом ток лишь 40 мкА, идеально отвечая требованиям, предъявляемым к постоянно включенным системам. Внутренний зарядовый насос позволяет работать в режиме 100% ШИМ или при провалах входного напряжения, что полезно при питании от разряжающихся батарей. Выходное напряжение мощных MOSFET драйверов затворов микросхемы LTC7801 с сопротивлениями каналов 1 Ом может регулироваться в диапазоне от 5 В до 10 В, позволяя с максимальным КПД использовать MOSFET как со стандартными, так и с логическими уровнями управления. Для ограничения роста мощности, рассеиваемой кристаллом в приложениях с высокими входными напряжениями, в LTC7801 предусмотрен вывод NDRV, управляющий затвором дополнительного внешнего N-канального MOSFET, выполняющего функцию LDO стабилизатора напряжения питания микросхемы. Кроме того, для уменьшения потерь мощности и увеличения КПД LTC7801 через вывод EXTV_CC может получать питание с выхода импульсного преобразователя или от иного доступного источника.

Фиксированная частота переключения LTC7801 программируется в диапазоне 50 … 900 кГц или задается внешним генератором от 75 кГц до 850 кГц. При легких нагрузках имеется возможность выбора между принудительным режимом непрерывной проводимости, режимом пропуска импульсов или режимом генерации пачек с низким уровнем пульсаций. Архитектура, использующая управление по току дросселя, обеспечивает простоту цепи частотной коррекции, быструю реакцию на переходные процессы и отличную стабилизацию выходного напряжения. Ток нагрузки измеряется либо по величине падения напряжения на выходном дросселе, когда требуется максимальный КПД, либо с использованием дополнительного токоизмерительного резистора. Равное всего 80 нс минимальное время включения позволяет работать с большими коэффициентами понижения на высоких частотах переключения. Прогрессирующее ограничение тока уменьшает нагрев MOSFET в условиях перегрузки. В перечень других особенностей контроллера входят встроенный бутстрепный диод, выходной сигнал «Питание в норме», блокировка при перенапряжении по входу с регулируемым порогом и мягкий старт.

Зависимость КПД и потерь мощности от тока нагрузки.

LTC7801 выпускаются в корпусах QFN-24 размером 4 мм × 5 мм и TSSOP-24 со сниженными тепловыми сопротивлениями. Доступны две версии приборов: для расширенного и промышленного диапазонов температур перехода от –40 до 125 °C и высокотемпературная автомобильная для диапазона от –40 °C до 150 °C. В партиях из 1000 штук цена одного контроллера составляет $4.20.

Сводка основных характеристик LTC7801

• Широкий диапазон входных напряжений: от 4 В до 140 В (абсолютный максимум – 150 В);
• Широкий диапазон выходных напряжений: от 0.8 В до 60 В;
• Выходной ток до 20 А;
• Синхронное выпрямление, обеспечивающее КПД до 96%;
• Низкий ток покоя: 40 мкА;
• Возможность работы с коэффициентом заполнения импульсов ШИМ до 100%;
• Настраиваемое от 5 В до 10 В выходное напряжение драйверов затворов позволяет использовать MOSFET как со стандартными, так и с логическими уровнями управления;
• Два метода измерения тока: по падению напряжения на сопротивлении дросселя или на внешнем токоизмерительном резисторе R_SENSE;
• Равное 80 нс минимальное время включения позволяет работать с большими коэффициентами понижения;
• Выбор при легкой нагрузке между принудительным режимом непрерывной проводимости, режимом пропуска импульсов и пульсирующим режимом;
• Выбираемая пользователем фиксированная рабочая частота от 50 кГц до 900 кГц;
• Синхронизируемая ФАПЧ рабочая частота от 75 кГц до 850 кГц;
• Режим управления по току дросселя, обеспечивающий высокую скорость отклика на переходные процессы и простоту частотной коррекции;
• Выходной сигнал «Питание в норме»;
• Настраиваемый порог блокировки при входном перенапряжении.