基于LTC3780控制器的開(kāi)關(guān)電源仿真和設(shè)計(jì)

摘要：首先介紹了四開(kāi)關(guān)Buck-Boost控制器LTC3780的基本功能及原理，并以LTC3780為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一款24～26 V／300 W直流開(kāi)關(guān)電源，然后利用LINEAR公司提供的電路仿真軟件LTspiceIV對(duì)其進(jìn)行仿真，在此基礎(chǔ)上完成了PCB設(shè)計(jì)，并給出了一些PCB布局的建議。
關(guān)鍵詞：LTC3780；LTspiceIV；直流開(kāi)關(guān)電源

0 引言
開(kāi)關(guān)電源以其體積小，重量輕，效率高的特點(diǎn)受到日益廣泛應(yīng)用。電源控制芯片也在朝著小體積、大功率、高效率的方向發(fā)展，LINEAR公司推出的四開(kāi)關(guān)、電流模式、Buck-Boost同步控制器LTC3780就是一款小體積、大功率、高效率的電源控制芯片。LTC3780允許輸入電壓大于、小于或等于輸出電壓，其外接元件較少，工作效率大于95％，是自動(dòng)化、通信、電池供電設(shè)備的理想選擇。

1 LTC3780的特點(diǎn)
LTC3780控制器的主要特點(diǎn)如下：
·輸入電壓(Vin)：4 V～36 V；
·輸出電壓(Vout)：4 V～30 V；
·工作頻率i200 kHz～400 kHz；
·內(nèi)置低壓差穩(wěn)壓器(LDO)用于芯片內(nèi)部電路供電；
·可控制是否產(chǎn)生輸出電壓；
·可設(shè)置軟啟動(dòng)時(shí)間；
·內(nèi)置過(guò)壓、過(guò)流和短路保護(hù)；
·同步整流時(shí)最高效率可達(dá)98％。

2 LTC3780的主要功能

LTC3780控制器通過(guò)對(duì)FCB引腳進(jìn)行不同的電壓配置，就可使LTC3780工作在不同的工作模式：在Boost工作模式時(shí)，可配置為突發(fā)模式、非連續(xù)導(dǎo)通續(xù)模式、強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式；LTC3780控制器在Buck工作模式時(shí)，可配置為脈沖跳躍模式、非連續(xù)導(dǎo)通續(xù)模式、強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式。突發(fā)模式在電池供電的移動(dòng)應(yīng)用中，可提升電源轉(zhuǎn)換效率，延長(zhǎng)系統(tǒng)連續(xù)工作時(shí)間。當(dāng)重視噪聲控制時(shí)，強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式可能是優(yōu)選方案，這是以犧牲效率為代價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)可預(yù)知和容易進(jìn)行濾波的恒定頻率開(kāi)關(guān)操作。脈沖跳躍模式在輕負(fù)載效率和輸出電壓紋波之間提供了一種上佳的折衷。
LTC3780控制器的工作頻率范圍是200 kHz～400 kHz。工作頻率既可由外部振蕩器輸入，也可由內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生。當(dāng)由內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生時(shí)，只需在PLLFLTR與PLLIN引腳間接入0 V～2．4 V直流電壓，即可使內(nèi)部振蕩電路產(chǎn)生200 kHz～400 kHz的開(kāi)關(guān)頻率；開(kāi)關(guān)頻率由外部輸入時(shí)，只需在PLLIN引腳接入一時(shí)鐘源(此時(shí)PLLFLTR通過(guò)一個(gè)O．1μF瓷片電容接地)，LTC3780內(nèi)部的鎖相環(huán)電路會(huì)使開(kāi)關(guān)頻率與輸入時(shí)鐘源同步。
Vosense是電壓反饋引腳。輸出電壓通過(guò)外部反饋分壓電阻將輸出電壓信號(hào)通過(guò)內(nèi)部誤差放大器與內(nèi)部參考電壓(0．8 V)相比較，以調(diào)節(jié)MOSFET的導(dǎo)通時(shí)間，使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)置值。