تصميم مزود طاقة عالي الأداء يعتمد على LTC7803

“LTC7803 عبارة عن وحدة تحكم متزامنة للتنازل طورتها الأجهزة التناظرية التي تبسط تصميم مصادر الطاقة عالية الأداء. تتميز وحدة التحكم هذه بالميزات الرئيسية التالية: محرك بوابة ذو مقاومة منخفضة مدمج قادر على تبديل وحدات MOSFET ذات القناة N ، مما يقلل من تكلفة المحول الإجمالية ويحسن الكفاءة ؛ تيار تشغيل هادئ للغاية (5 µA) ؛ نطاق جهد إدخال / إخراج عريض 40 فولت ؛ قابل للبرمجة للغاية نطاق تردد التبديل من 100 كيلو هرتز إلى 3 ميجا هرتز ؛ استشعار المقاومة أو كشف DCR لمزيد من تحسينات الكفاءة ؛ ودورة عمل بنسبة 100٪. كما يدعم عملية Spread Spectrum® (انتشار الطيف). ينظم LTC7803 تردد التبديل في حدود ± 15٪ ، مما يسمح بذلك

“

LTC7803 عبارة عن وحدة تحكم متزامنة للتنازل طورتها الأجهزة التناظرية التي تبسط تصميم مصادر الطاقة عالية الأداء. تتميز وحدة التحكم هذه بالميزات الرئيسية التالية: محرك بوابة ذو مقاومة منخفضة مدمج قادر على تبديل وحدات MOSFET ذات القناة N ، مما يقلل من تكلفة المحول الإجمالية ويحسن الكفاءة ؛ تيار تشغيل هادئ للغاية (5 µA) ؛ نطاق جهد إدخال / إخراج عريض 40 فولت ؛ قابل للبرمجة للغاية نطاق تردد التبديل من 100 كيلو هرتز إلى 3 ميجا هرتز ؛ استشعار المقاومة أو كشف DCR لمزيد من تحسينات الكفاءة ؛ ودورة عمل بنسبة 100٪. كما يدعم عملية Spread Spectrum® (انتشار الطيف). ينظم LTC7803 تردد التبديل في حدود ± 15٪ ، مما يبسط متطلبات الامتثال لـ EMI ويقلل من تكلفة مرشح EMI.

المخططات والوظائف الكهربائية

يظهر الرسم التخطيطي الكهربائي لمحول باك في الشكل 1. يوفر المحول 3.3 فولت و 20 أمبير من سكة إدخال 5 فولت إلى 38 فولت. يشتمل نظام الدفع الكهربائي على MOSFETs Q1 إلى Q4 ، ومحث L1 ومكثفات مرشح الإدخال / الإخراج. يحدد دبوس MODE والعبور JP1 التوصيل المستمر القسري أو تخطي النبض أو تشغيل وضع الاندفاع (وضع الاندفاع). كل وضع تشغيل له مزايا وعيوب. في FCM ، يأتي تموج الناتج المنخفض على نطاق تيار الإخراج بأكمله على حساب الكفاءة في الأحمال الخفيفة. يوفر وضع الاندفاع كفاءة عالية عند التحميل الخفيف أو بدون تحميل ، ولكن يتموج جهد الخرج العالي عند التحميل الخفيف.

ميزة أخرى لـ LTC7803 هي القدرة على المزامنة مع ساعة خارجية ، والتي تتجنب مشاكل التداخل الناتجة عن تفاعل الترددات المختلفة في النظام المضيف. يسمح Jumper JP2 (FREQ SET) بالاختيار بين الترددات الثابتة أو المزامنة مع ساعة خارجية أو عملية انتشار الطيف. لاحظ أن وحدة التحكم تعمل في FCM إذا تم تحديد وضع الاندفاع (وضع دبوس مرتبط بـ GND) وتم تنشيط المزامنة (نبض الساعة على PLLIN / دبوس الانتشار). من الناحية العملية ، من الأفضل استخدام وضع تخطي النبض في هذه الحالة. يوفر وضع تخطي النبض (توصيل دبوس MODE بـ INTVCC من خلال مقاوم 100 كيلو أوم) كفاءة أعلى بكثير من FCM عند الأحمال الخفيفة.

الشكل 1. مخطط كهربائي للمحول القائم على LTC7803 ، VIN 5 V إلى 38 V ، VOUT 3.3 V عند 20A

الكفاءة وعملية انتشار الطيف

يوضح الشكل 2 كفاءة المحول بجهد إدخال مختلف في وضع الاندفاع.

الشكل 2. كفاءة المحول في وضع تشغيل النبض وتخطي الاندفاع

يتم استخدام اللوحة التجريبية DC2834A الموضحة في الشكل 3 لتقييم LTC7803. يوضح الشكل 4 الصورة الحرارية لـ DC2834 تحت الحمل الكامل.

الشكل 3. DC2834A لوحة تجريبية

يعد تشغيل الطيف المنتشر ميزة مهمة لـ LTC7803. تقلل هذه الميزة بشكل كبير من الضوضاء المشعة والموجهة للمحول ، وتبسط بشكل كبير الامتثال العام للنظام مع معايير EMI. يقارن الشكل 5 نتائج مسحين تم إجراؤهما للتأثير الكهرومغناطيسي EMI مع وبدون تشغيل طيف الانتشار بموجب حدود CISPR 25 من الفئة 5.

الشكل 4. الصورة الحرارية للمحول عند 12 V VIN و 3.3 V VOUT و 20 A مع تبريد بالحمل الحراري الطبيعي وعدم وجود تدفق للهواء.

الشكل 5 – تم إجراء نتائج مسح EMI مع تمكين وتعطيل تشغيل الطيف الممتد (تردد ثابت) في حدود CISPR 25 من الفئة 5

ختاماً

يعمل LTC7803 ، وهو وحدة تحكم تنحى متزامن منخفض الذكاء ، على تبسيط تصميم محولات الطاقة عالية الكفاءة. إنه قادر على العمل بجهد إدخال / إخراج مختلف ولديه أداء استجابة عابر ممتاز. يتميز LTC7803 ببعض الميزات المهمة جدًا ، مثل وضع الاندفاع وتشغيل الطيف المنتشر ، مما يزيد من تحسين الكفاءة والامتثال لمعايير EMI.