基于LTC3780控制器的開(kāi)關(guān)電源仿真和設計

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為基礎設計了一款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對其進(jìn)行仿真，在此基礎上完成了PCB設計，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)受到日益廣泛應用。電源控制芯片也在朝著(zhù)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；
·內置低壓差穩壓器(LDO)用于芯片內部電路供電；
·可控制是否產(chǎn)生輸出電壓；
·可設置軟啟動(dòng)時(shí)間；
·內置過(guò)壓、過(guò)流和短路保護；
·同步整流時(shí)最高效率可達98％。

2 LTC3780的主要功能

LTC3780控制器通過(guò)對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、非連續導通續模式、強制連續導通模式；LTC3780控制器在Buck工作模式時(shí)，可配置為脈沖跳躍模式、非連續導通續模式、強制連續導通模式。突發(fā)模式在電池供電的移動(dòng)應用中，可提升電源轉換效率，延長(cháng)系統連續工作時(shí)間。當重視噪聲控制時(shí)，強制連續導通模式可能是優(yōu)選方案，這是以犧牲效率為代價(jià)來(lái)實(shí)現可預知和容易進(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，也可由內部振蕩電路產(chǎn)生。當由內部振蕩電路產(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通過(guò)內部誤差放大器與內部參考電壓(0．8 V)相比較，以調節M(mǎn)OSFET的導通時(shí)間，使輸出電壓穩定在設置值。