高电压、高效率正至负转换器

正至负转换(反相输出)广泛地使用在LCD器件、OLED显示器、音频放大器、工业机械、半导体制造工艺控制设备、测量工具、测试系统、LED驱动器和电池充电器中。许多此类应用要高功率级和扩展的输入电压范围，而这正是LTC3896正至负控制器的两个固有特性。这款控制器因其能够处理非常高的输入和输出电压(总电压应力可达150V)、能够驱动标准级MOSFET并具有40A(在停机模式中则为10A)的低工作静态电流而特别适合汽车应用。

宽的7V~72V输入至12V/5A输出

图1示出了一款基于LTC3896的正至负转换器。该解决方案从一个7V至72V输入电压范围供应12V/5A输出。在汽车市场中，LTC3896处理高输入电压的能力免除了增设庞大和昂贵电压抑制器的要，而低的最小输入电压即使在冷车发动情况下也能保持敏感系统正常运行。

图1：12V输出转换器(U1)在7V至72V输入电压范围内供应5A至负载。注意控制信号RUN、PGOOD和PLLIN是参考于GND

该转换器的功率链由MOSFETQ1、Q2和电感器L1组成。输出滤波器基于陶瓷电容器U1的引脚连接至GND，在该引脚上产生一个12V电位(相关于)。假如要一个电源良好信号，则应使用一个参考于GND的外部电压源。LTC3896的控制和接口信号(包括RUN、PGOOD和PLLIN)参考于系统GND，以免除在处理器控制型系统中增设电平移位器之需。

在产品手册[1]中详细说明了计算LTC3896周围组件之电压和电流应力的指引。关于基本评估，可采用下面的公式来计算占空比(D)、平均电感器电流和MOSFET电压应力

演示电路DC2447A[2]说明了LTC3896的通用性。设计师能测试该控制器的众多功能，包括同步至一个外部时钟、使用一个外部线性稳压器来减小高输出电压条件下IC上热应力的能力、以及用于产生5V或3.3V输出的简易型解决方案。

图2示出了各种不同输入电压下的效率。图3给出了转换器处于工作状态时的热像图。

图2：图1所示电路的效率曲线。输出电压为12V，最大负载电流为5A。

图3：DC2447A的热像图是在36V输入电压、12V/5A输出条件下拍摄的。在右侧给出的是该演示板的装配图。

结论

LTC3896是一款高度集成的控制器，专为正至负转换而设计。基于该控制器的解决方案具有高效率和极低的静态电流，这一点关于电池供电式系统是很重要。另外，这款器件还高度通用，拥有可编程频率、150V的宽输入电压范围和至60V的输出电压。它利用参考于主机地的控制信号简化了汽车和工业电源的设计。