一款固定比例高电压高功率开关电容器控制器

Excelpoint世健 2018-03-06 08:33 次阅读

对于高电压输入 / 输出应用,无电感型开关电容器转换器 (充电泵)相比基于电感器的传统降压或升压拓扑可显著地改善效率和缩减解决方案尺寸。通过采用充电泵取代电感器,一个“跨接电容器”可用于存储能量和把能量从输入传递至输出。电容器的能量密度远高于电感器,因而采用充电泵可使功率密度提高 10 倍。

但是,由于在启动、保护、栅极驱动和稳压方面面临挑战,所以充电泵传统上一直局限于低功率应用。

LTC7820 克服了上述问题,可实现高功率密度、高效率 (达 99%) 的解决方案。这款固定比例、高电压、高功率开关电容器控制器内置 4 个 N 沟道 MOSFET 栅极驱动器,用于驱动外部功率 MOSFET,以产生一个分压器、倍压器或负输出转换器:具体地说就是从高达 72V 输入实现 2 : 1 的降压比、从高达 36V 输入实现 1 : 2 的升压比、或从高至 36V 输入实现一个1 : 1 的负输出转换。每个功率 MOSFET 在一个恒定的预设置开关频率以 50% 的占空比执行开关操作。

图 1 示出了一款采用 LTC7820 的 170W 输出电压倍增器电路。输入电压为 12V,输出在高达 7A 负载电流条件下为 24V,开关频率为 500kHz。16 个 10μF陶瓷电容器 (X7R 型,1210 尺寸) 起一个跨接电容器的作用,以传送输出功率。

图 1:一款采用 LTC7820 的高效率、高功率密度 12V VIN 至 24V/7A 倍压器

如图 2 所示,该解决方案的大致尺寸为 23mm x 16.5mm x 5mm,而功率密度高达 1500W/in3

图 2:估计的解决方案尺寸

高效率

由于在该电路中未使用电感器,因此对所有 4 个MOSFET 均执行软开关,从而极大地降低了因开关切换引起的损耗。此外,在开关电容器倍压器中可以使用低额定电压 MOSFET,这显著地降低了传导损耗。如图 3 所示,该转换器能实现 98.8% 的峰值效率,而满负载效率则为 98%。

图 3:12V VIN 至 24V/7A 倍压器在 500kHz fSW 时的效率和负载调整率

在 4 个开关之间实现功耗平衡,传播热耗散,并使智能布局中减少发热的工作得以简化。图 4 中的温度记录仪显示,在 23°C 的环境温度和自由空气流动的情况下,热点的温升仅为 35°C。

图 4:在 12V VIN、24V VOUT、7A 负载、TA = 23°C、自由空气条件下进行的热测试

严紧的负载调节

尽管基于 LTC7820 的倍压器是开环转换器,但是LTC7820 的高效率保持了严紧的负载调节。如图 3所示,在满负载时的输出电压仅下降 0.43V (1.8%)。

启动

在倍压器应用中,如果输入电压从零缓慢地斜坡上升,则 LTC7820 能够在不经受电容器浪涌充电电流的情况下启动。只要输入电压以缓慢的速度斜坡上升(持续时间为几 ms),则输出电压能跟踪输入电压,而且电容器之间的电压差保持很小,因此没有大的浪涌电流。

输入的转换速率控制可通过在输入端上采用一个断接FET 或使用热插拔控制器来实现,如 LTC7820 产品手册中的典型应用部分所示。在图 1 中,输入端上采用了一个断接 FET。与分压器解决方案不同,倍压器每次都必须从零输入电压启动,但是它能在具有重负载时直接启动。图 5 示出了在 7A 负载条件下的启动波形。

图5:7A 负载条件下的启动波形

结论

LTC7820 是一款固定比例高电压高功率开关电容器控制器,具有内置栅极驱动器以驱动外部 MOSFET,可实现非常高的效率 (达 99%) 和高功率密度。坚固的保护功能使得 LTC7820 开关电容器控制器能适合高电压、高功率应用,例如:总线转换器、高功率分布式电源系统、通信系统和工业应用。

原文标题:【世说设计】Power by Linear丨效率高达99%,这个170W的倍压器是如何做到滴?

文章出处:【微信号:Excelpoint_CN,微信公众号:Excelpoint世健】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

如何解决汽车和工业应用中的高压侧驱动问题

目前的工业系统朝着电气化方向发展,且随着电压等级不断攀升、峰值电流增至几百安培,所以启用这些系统的时....

的头像 电子设计 发表于 09-21 08:52 246次 阅读
如何解决汽车和工业应用中的高压侧驱动问题

特朗普恼羞成怒,射出最后一支箭

此前,有媒体报道称,美国财政部长努姆钦正着手推动与中方进行新一轮贸易磋商,9月13日下午,商务部发言....

的头像 半导体观察IC 发表于 09-20 16:42 407次 阅读
特朗普恼羞成怒,射出最后一支箭

在高效脉冲跳频模式下选择输出滤波电容器

作者:Sungho Beck  德州仪器 脉冲跳频模式 (PSM) 是一种广泛用于提高轻负载效率的方法。我们将以具有 PSM...

发表于 09-20 16:06 97次 阅读
在高效脉冲跳频模式下选择输出滤波电容器

电源设计控制的利弊权衡

作者:Chris Glaser Texas Instruments 我的梦想之车 作为普通人,我们每天都要在不同的产品选项之间做出权衡。我真...

发表于 09-20 15:59 85次 阅读
电源设计控制的利弊权衡

去耦电容器它的作用到底是什么?

作者:  Art Kay   德州仪器 在担任应用工程师之前,我在TI 的职位是 IC 测试开发工程师。我的项目之...

发表于 09-20 15:44 158次 阅读
去耦电容器它的作用到底是什么?

怎么计算通过该电容器的压降?

总的来说,我完全不知道从哪下手,我想过对每个源使用叠加定理,但我觉得这肯定有更快的方法。 电路图如下: ...

发表于 09-20 15:38 330次 阅读
怎么计算通过该电容器的压降?

中国反击600亿美元清单!众多电子元器件关税上调

除了以上材料,原产于美国的片式钽电容器,片式铝电解电容器,其他铝电解电容器,单层瓷介电容器,片式多层....

的头像 满天芯 发表于 09-20 15:30 852次 阅读
中国反击600亿美元清单!众多电子元器件关税上调

高K陶瓷电容器形成的信号失真

作者:John Caldwell   德州仪器 简介 多层陶瓷电容器 (MLCC) 因其拥有价格低、体积效率高和等效串联电阻低等...

发表于 09-19 14:40 212次 阅读
高K陶瓷电容器形成的信号失真

电容器的泄漏电流来自哪里

最近,一位客户在这里访问了TI E2E 社区的高精度放大器论坛,提出了令人费解的电路工作情况问题。 其电路使用一款运算放大器...

发表于 09-19 11:27 114次 阅读
电容器的泄漏电流来自哪里

降压稳压器的效率和尺寸权衡

降压稳压器的效率/尺寸权衡 作者:Timothy Hegarty 作为一名应用工程师,我知道降压稳压器的实施不可避免地要涉及效率与尺寸...

发表于 09-19 11:05 67次 阅读
降压稳压器的效率和尺寸权衡

请问这个定时器电路是如何工作的?

我没太搞懂这个电路是如何工作的,电路这块我还是新手,但是电容,晶体管,欧姆定律等这些我还是懂的。然而我还是不太懂为什么...

发表于 09-19 10:58 190次 阅读
请问这个定时器电路是如何工作的?

韩国FTC公平贸易委员会对9家日本公司开发360亿韩元的罚单

韩国先驱导报日前报道称,韩国FTC公平贸易委员会对9家日本公司开发360亿韩元的反垄断罚款,约合人民....

的头像 半导体行业联盟 发表于 09-18 15:37 232次 阅读
韩国FTC公平贸易委员会对9家日本公司开发360亿韩元的罚单

电容涨价幕后真凶?9家日本被动元件厂被韩罚360亿韩元!

韩国监管机构表示,在上述期间这些垄断的行为影响了销售予三星电子公司、LG电子公司和其他韩国本地电子公....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-18 11:24 517次 阅读
电容涨价幕后真凶?9家日本被动元件厂被韩罚360亿韩元!

一些TINA-TI的技巧和窍门

作者:Hooman Hashemi  德州仪器 在第 1 部分中,我介绍了如何在 TINA-TI 中创建通用高精度差分信号源,其在...

发表于 09-18 09:36 127次 阅读
一些TINA-TI的技巧和窍门

单相电动机常见故障与处理方法及判断电动机不起动的办法

1)绕组匝间或对地严重短路。测量直流电阻,若数值远小于正常值,则为绕组匝间短路;对地严重短路可用绝缘....

的头像 电子设计 发表于 09-18 09:30 493次 阅读
单相电动机常见故障与处理方法及判断电动机不起动的办法

分立式三相逆变器高效BLDC电机驱动参考设计包括BOM及层图

描述 TIDA-00472 是一种基于 IGBT 的分立式三相逆变器,适用于驱动额定功率高达 250 W 的无刷直流 (BLDC) 电机...

发表于 09-18 08:51 146次 阅读
分立式三相逆变器高效BLDC电机驱动参考设计包括BOM及层图

滤波电路是什么?滤波电路的原理和作用是什么?滤波电路有几种?

滤波的概念就是根据傅里叶分析和变换提出的一个工程概念。电信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的,组成信....

发表于 09-18 08:42 107次 阅读
滤波电路是什么?滤波电路的原理和作用是什么?滤波电路有几种?

MLCC噪声啸叫问题原因及解决方案

    MLCC——多层片式陶瓷电容器,简称贴片电容,会引起噪声啸叫问题……    声音源于物体振动....

的头像 HOT-ic 发表于 09-17 11:29 221次 阅读
MLCC噪声啸叫问题原因及解决方案

电容器的分类和命名规则及标志方法详解

电容器一般可以分为没有极性的普通电容器和有极性的电解电容。普通电容器分为固定电容器、半可调电容器(微....

发表于 09-15 09:41 291次 阅读
电容器的分类和命名规则及标志方法详解

基于阻抗特性的传感器在实际技术中的应用

电子元件的阻抗可由电阻、电容或电感组成,更一般的情况是三者的组合。可以采用虚阻抗来建立这种模型。电感....

发表于 09-07 15:49 400次 阅读
基于阻抗特性的传感器在实际技术中的应用

行业发展带动安规电容的需求

安规电容行业是我国电子信息行业的发展核心,且一直保持着高速增长,伴随着未来可再生能源、轨道交通、变频....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 215次 阅读
行业发展带动安规电容的需求

介绍金属薄膜电容在航天工业的应用

金属薄膜电容器在航天工业方面的应用,对于全球航空航天业以及防务业来讲,未来的技术前沿究竟在哪里,是当....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 216次 阅读
介绍金属薄膜电容在航天工业的应用

薄膜电容的几款类型的共通点与应用

JEC智旭电子为大家介绍薄膜电容的几款类型的共通点与应用:现在大量生产的塑料薄膜电容器有聚苯乙烯,聚....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 236次 阅读
薄膜电容的几款类型的共通点与应用

设计薄膜电容式触摸屏系统需考虑什么

传统的电阻式触控面板在感测到手指或触控笔时,顶层柔性透明材料被下压,接触到下方的导电材料层;而投射式....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 180次 阅读
设计薄膜电容式触摸屏系统需考虑什么

简单了解聚丙烯膜在金属膜电容上的工艺

金属膜电容的种类有很多,制造工艺的材料也有很多,多以聚乙酯,聚丙烯,聚苯乙烯或聚碳酸酯等。那么聚丙烯....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 217次 阅读
简单了解聚丙烯膜在金属膜电容上的工艺

浅析薄膜电容器的自愈特性

薄膜电容器之所以能被广泛使用,被各大厂商使用,是因为薄膜电容器具有自愈能力。薄膜电容器的自愈有两种不....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 250次 阅读
浅析薄膜电容器的自愈特性

增加薄膜电容的抗干扰能力选择的方法

为更好的解决薄膜电容频率高,总线周期特别快的情况,为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施:1、减小信....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 190次 阅读
增加薄膜电容的抗干扰能力选择的方法

热敏电阻的物品种类

近年来我们在许多应用领域看见热敏电阻的身影,例如高温温度计、食品温度计、烧烤温度计、冷暖气设备、供给....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 138次 阅读
热敏电阻的物品种类

压敏电阻在地线中的作用

压敏电阻的保护性能,相信大家十分的清楚。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在电阻的两极间,压敏电....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 263次 阅读
压敏电阻在地线中的作用

找到正确薄膜电容型号的方法

由于电容器的型号种类多,也会导致采购者选型号困难。近年来薄膜电容器的发展前景大家都是有目共同的,小编....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 143次 阅读
找到正确薄膜电容型号的方法

薄膜电容器自愈的利弊

随着技术水平的发展,电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短,而薄膜电容器凭借其良好的电工性能....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 190次 阅读
薄膜电容器自愈的利弊

薄膜电容器特性及适用的应用

薄膜电容器是以金属箔当电极,将其和聚乙酯,聚丙烯,聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜,从两端重叠后,卷绕成....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 165次 阅读
薄膜电容器特性及适用的应用

独石电容常见问题

随着科技的快速发展,独石电容也是每年以10%~15%的速度递增,世界需求独石电容的量达到2000亿支....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 160次 阅读
独石电容常见问题

为什么节能灯选用涤纶电容

随着科技的发展,电容器的应用范围也逐渐扩大。有人问为什么节能灯选用涤纶电容,而不是其他的电容呢。当节....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 173次 阅读
为什么节能灯选用涤纶电容

什么是热敏电阻B值

由于热敏电阻的稳定好,过载能力强,体积小,方便使用等等的优点,被大家熟知和大量的使用。有新手提出什么....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 217次 阅读
什么是热敏电阻B值

汇总选购薄膜电容时要注意的参数

选购一款好的电容器,除了这款电容要有认证、是正规厂家生产等这些质量上的保证之外,还需要注意的是,电容....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 169次 阅读
汇总选购薄膜电容时要注意的参数

热敏电阻的原理和阻值关系

当我们选择使用一款电阻的时候,需要一些时间了解此电阻的相关信息。热敏电阻的原理和阻值关系是怎样的呢,....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 142次 阅读
热敏电阻的原理和阻值关系

认识压敏电阻的主要参数和不足点

压敏电阻具有良好的非线特性、通流量大、残压水平低、动作快和无续流等特点,压敏电阻被广泛应用于电子设备....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 199次 阅读
认识压敏电阻的主要参数和不足点

在透明的单价市场如何选择安规电容

随着互联网的时代,大家采购安规电容可以通过网上邮寄到自己的手上。如今市场的单价变得很透明,有客户喜欢....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 188次 阅读
在透明的单价市场如何选择安规电容

微波炉高压电容损坏出现的现象

随着科技的发展,电子元器件也承载我们身边的一些电器用品,例如电视机,咖啡器,开关电源,微波炉等等。有....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 279次 阅读
微波炉高压电容损坏出现的现象

高压电容在微波炉中的作用

不同电路中的电容器呈现不同的作用,微波炉是我们生活中常见的电器产品之一,高压电容是我们必不可少的电子....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 214次 阅读
高压电容在微波炉中的作用

薄膜电容的绝缘电阻

薄膜电容器的应用范围已经越来越广了,这都得益于它无极性、绝缘抗阻高、频率特性优异(频率适应范围广)、....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 203次 阅读
薄膜电容的绝缘电阻

陶瓷电容遇高温会坏吗

不同的电容器有不同的工作温度使用要求,有人问小编陶瓷电容遇高温会坏吗?本文为你解答!陶瓷电容按照材质....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 261次 阅读
陶瓷电容遇高温会坏吗

热敏电阻应用领域中的作用

之前小编有跟大家谈论到热敏电阻的发展行业,那么今天小编跟大家说说热敏电阻应用领域中的作用,希望这些科....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 291次 阅读
热敏电阻应用领域中的作用

薄膜电容器的滤波作用

薄膜电容器,也是一种音频电容,经常在各种音响、功放机、耳机、话筒等地方使用,这些电路中需要滤波电容,....

的头像 安规电容科技 发表于 09-07 10:02 245次 阅读
薄膜电容器的滤波作用

如何解决多层片状陶介电容器失效问题?

多层片状陶介电容器由陶瓷介质、外部端电极、内部金属电极三种材料构成,失效形式为金属电极和陶介之间层错....

的头像 村田中文技术社区 发表于 09-06 17:19 251次 阅读
如何解决多层片状陶介电容器失效问题?

电风扇电容器的作用、特点应用及技术参数

电风扇电容器具有稳定性好、耐冲击电流、过载能力强、损耗小、绝缘电阻高、额定工作寿命长、自愈性能优异、....

的头像 电子设计 发表于 09-06 10:30 224次 阅读
电风扇电容器的作用、特点应用及技术参数

聚脂膜电容器的分类及技术参数介绍

  2.CBB系列电容器--(CBB常为聚丙烯膜电容,有CBB21\CBB81\CBB61\CBB6....

的头像 电子设计 发表于 09-06 09:43 292次 阅读
聚脂膜电容器的分类及技术参数介绍

深度解析元器件分类大全 元器件电阻、电容、电感是怎么分类

电 阻   导电体对电流的阻碍作用称为电阻,用符号R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、M....

的头像 HOT-ic 发表于 09-05 10:05 650次 阅读
深度解析元器件分类大全 元器件电阻、电容、电感是怎么分类

电容器有哪几种标志方法

电容器是一种容纳电荷的元器件,单位有F,μF,MF,nF,pF。其中m代表1/1000,u代表1/1....

的头像 电子设计 发表于 09-04 09:40 350次 阅读
电容器有哪几种标志方法

变电站整站招标,各省工程项目汇总

变压器仅招标3台、电抗器共计招标45台、电容器本次共计招标108台、隔离开关54组(套)、互感器招标....

的头像 北极星智能电网在线 发表于 09-03 14:39 1150次 阅读
变电站整站招标,各省工程项目汇总

驱动低阻抗耳机装置的立体声放大器的电路组成及特点介绍

这里介绍一种驱动低阻抗耳机装置的低价位立体声放大器,电路如附图所示。该电路使用了几只常用的晶体管(B....

的头像 电子设计 发表于 09-03 08:33 375次 阅读
驱动低阻抗耳机装置的立体声放大器的电路组成及特点介绍

瓷片电容怎么读数

瓷片电容怎么读数?瓷片电容的读数方法:瓷片电容的读数方法和电阻的读数方法基本相同,分色标法、数标法和....

的头像 发烧友学院 发表于 09-01 10:24 287次 阅读
瓷片电容怎么读数

两个电容接在晶振旁边有什么作用?

  有人说是负载电容,是用来纠正晶体的振荡频率用的;有人说是启振电容;有人说起谐振作用的。  电容与....

的头像 HOT-ic 发表于 08-31 09:22 400次 阅读
两个电容接在晶振旁边有什么作用?

薄/厚膜片式电阻器的未来发展方向

用于表面安装技术的电子元器件包括片式电阻器、片式电容器、片式电感器、片式半导体器件,以及其他片式产品....

的头像 电子设计 发表于 08-31 08:57 745次 阅读
薄/厚膜片式电阻器的未来发展方向

电气元件图形符号大全

本文主要介绍了电气元件图形符号大全。限定符号和常用的其他符号包括:电流和电压的种类,可变性力或运动的....

的头像 发烧友学院 发表于 08-30 16:24 508次 阅读
电气元件图形符号大全

铝电解电容器在手机快充中的应用详细资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是铝电解电容器在手机快充中的应用详细资料免费下载。

发表于 08-29 08:00 50次 阅读
铝电解电容器在手机快充中的应用详细资料免费下载

电容器的作用是什么

本文主要详细的阐述了电容器的十三种作用。用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容....

的头像 发烧友学院 发表于 08-28 17:42 1041次 阅读
电容器的作用是什么

电容器的容抗等效分析

电容让交流电通过的同时对交流电流存在着阻碍作用,就同电阻阻碍电流一样,所以在大多数的电路分析中,可以....

的头像 村田中文技术社区 发表于 08-24 15:57 263次 阅读
电容器的容抗等效分析

c2060三极管参数 C2060可用哪种替换

电容降压后的电流计算应按容抗来计算既:Xc = 1/(ω C)= 1/(2 π f C) 常见....

发表于 08-24 08:39 352次 阅读
c2060三极管参数 C2060可用哪种替换