240W 高功率密度、多功能Buck变换器模块 — 基于ADI LT3763方案

作者
Jamie Liang
文章来源
Cytech Engineer

240W 高功率密度、多功能Buck变换器模块 — 基于ADI LT3763方案

Buck变换器是一种降压非隔离开关电源,在工业、医疗、能源、汽车、消费类等等行业中,应用非常广泛。例如我们常见的电脑主板12V主电源,板上5V、3.3V/1.8V、1V等各个电源轨,通讯系统各个子系统主板板上电源等等。同时Buck型电路还可以应用于充电器、LED Driver等应用领域。

然而市面上一般的Buck变换器功能比较单一,主要分为以下几类:

1. 恒压输出,用来做Buck降压转换器,这种类型解决方案最常见。
2. 支持恒压、恒流输出,支持调光,专用的Buck 型LED Driver 方案。
3. Buck类型电池充电方案。

 

因此做产品的公司经常需要引进多种型号的Buck控制器,以满足各种实际需求。例如Buck 电压转换,Buck 型LED Driver,锂电池充电器等等。

假如有一个同步整流Buck方案,Mos外置,耐压可以支持到60V, 输出电流可以支持到20A ,支持稳压输出,恒流输出,3000:1 PWM调光,支持C/10截止充电功能,支持MPPT功能,支持输入电流控制功能,支持输入、输出电流监控功能……

一颗芯片能支持这么多功能,可以为公司带来多种研发和采购优势:

第一:有利于集中采购,一颗芯片可以支持多种方案,可以降低芯片采购的种类。

第二:工程师一旦熟练使用这颗芯片,就可以从容应对多种应用,降压型电压转换器、锂电池充电器、LED Driver、太阳能充电器,这也从侧面提高了公司的研发实力,拓展公司产品应用范围,降低开发成本。

ADI LT3763 多功能Buck控制器

LT3763简介:

LT3763 是一款固定频率、同步降压型 DC/DC 控制器,专为准确地调节高达 20A 的输出电流而设计。平均电流模式控制器将在 0V 至 55V 的宽输出电压范围内保持电感器电流调节作用。输出电流由 CTRL 引脚上的模拟电压和一个外部检测电阻器设定。电压调节和过压保护利用一个连接于输出和 FB 引脚之间的分压器来设定。开关频率可通过 RT 引脚上的一个外部电阻器或利用 SYNC 引脚和一个外部时钟信号在 200kHz 至 1MHz 的范围内进行设置。输入和输出电流检测可提供输入电流限制和这些电流的准确测量。FBIN 引脚可以提供峰值功率跟踪功能(MPPT)。

该器件的其他特点包括一个与 CTRL 引脚配合使用的准确外部基准电压、一个可提供可编程 UVLO 迟滞的准确 UVLO/EN 引脚、一个针对 LED 应用的 PWM 驱动器、输出电压故障检测和热停机功能。

 

LT3763的特点:

  • 准确地控制输入和输出电流
  • 3000:1 True Color™ 调光
  • ±1.5% 电压调节准确度
  • ±6% 电流调节准确度
  • 6V 至 60V 输入电压范围
  • 宽输出范围高至 55V
  • <2μA 停机电流
  • 用于负载电流热控制的控制引脚
  • 输入和输出电流监视和限制
  • 开路、短路和 C/10 故障检测
  • PWM 驱动器输出适合 LED 应用
  • 耐热性能增强型 28 引脚 FE 封装

 

LT3763的应用场景:

  • 常规降压Buck控制器
  • 汽车照明
  • 航空和海事高强闪光灯
  • 太阳能供电型充电器、激光二极管
  • 高功率建筑照明

 

基于LT3763的应用方案

方案一:  输入7-30V,输出5V/20A降压Buck电压转换器

 

 方案二:350W LED Driver

 

方案三:70W 带MPPT功能太阳能充电器

 

为了演示LT3763的性能,同时也为了降低中小客户的开发难度,我们基于LT3763设计了标准1/16砖多功能Buck变换器模块:

 

基本参数性能:

  1. 输入输出极限耐压 60V。
  2. 支持恒压输出,用作常规降压模块,稳压精度1.5%,输出最高电流14A。
  3. 支持恒流输出,支持PWM调光,支持线性调光。
  4. 支持锂电池充电功能。
  5. 支持带MPPT功能的太阳能充电器功能。
  6. 风冷散热,最高输出功率240W,自冷散热按照安装条件降额使用。
  7. 模块尺寸:工业标准1/16砖。

 

模块展示:

 

效率测试:正式版本效率会比此版本略高0.5-1个点

Vln lin Pin Vout lout Pout Eff Ploss
23.89 3.22 76.93 12.14 6.18 75.03 97.53% 1.90
23.53 6.40 150.59 12.00 12.09 145.12 96.36% 5.48
15.80 9.53 150.50 12.04 12.09 145.60 96.75% 4.90
16.47 4.69 77.24 12.13 6.23 75.58 97.85% 1.66
31.90 2.40 76.56 12.14 6.11 74.16 96.87% 2.40
31.64 4.76 150.61 11.98 12.08 144.67 96.06% 5.94

 

 

 

 

 

热性能测试:

测试条件:

Vln lin Pin Vout lout Pout Eff  Ploss
31.64 4.76 150.61 11.98 12.08 144.67 96.06% 5.94

 

风量:12V,0.36A直径90mm工业直流风扇,风速较低(没有直接测量风速)。

红外图像:

 

 

LT3763是一款性能优异,功能全面的60V Buck控制器,一个控制器可以支持多种应用,转换效率高,多功能的特性可以降低公司芯片采购种类,研发人员基于一款芯片,即可轻松应对多种应用。

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