使用多相升压和 SEPIC 控制器实现高效电源管理

作者： Pete Bartolik

DC/DC 升压转换器是一种实用的、几乎无处不在的器件，用于提升电压以满足各种电子应用的输出要求。但是当产品设计人员需要在动态调整输出方面留有余地时，这种转换器就会显得效率低下且缺乏灵活性。

据 [Analog Devices, Inc.] (ADI) 称，他们可以利用一种多功能、高效的控制器来满足这一需求，这种控制器可以在过渡到不同电源的过程中凭借可靠的性能而从容应对。

ADI 的 [LT8277 多相升压控制器] 是一款双相恒定频率电流模式升压控制器，旨在以交错工作方式驱动 N 沟道功率 MOSFET，从而降低系统滤波电容需求。其架构可在供应和输出电压可变的情况下稳定运行。它还以可配置成单端初级电感转换器 (SEPIC)，提供非反相输出，以平稳地适应不同的电源和变化的条件。

升压转换器用来将较低的输入电压转换为较高的输出电压。它们在工业和一般应用中得到广泛使用。常见的用例包括延长电池寿命、优化汽车的能量传输以及为 LED 照明提供稳定的电源。它们常用于低压应用。

LT8277 具有一个串行外设接口 (SPI)，可用于以编程方式调节输出电压 (V out )。这使得电压可以动态设置，以满足系统要求或外部条件，并获得了设计灵活性，这在各种应用中，尤其是需要精确电压调节时，非常有价值。LT8277 还可以在没有 SPI 的情况下运行，提供 36 V 或 60 V 固定输出电压。

ADI 控制器还采用了扩频频率调制 (SSFM)，以减少符合严格标准这一关键设计要求的应用中的电磁干扰 (EMI)。将 EMI 降到最低可防止对其他元件或通信系统造成干扰，SSFM 可在更宽的频率范围内调制能量，降低特定频率的峰值辐射。

另一个显著特点是能够并联多个 LT8277 器件，从而可交错使用多达八个相位。通过在多个通道上分配负载电流，设计人员可以降低任何单个器件上的电流压力。

灵活、适应性强

ADI 的 LT8277 提供了宽电压范围和频率选择，可进行定制以满足应用要求。工程师只需使用最少的片外元件，就能利用各种电压和功率水平。

其输出电压范围为 9 至 60 V，可通过 SPI 设置。只写 SPI 接口采用单一 12 位移位寄存器，带有用于设置输出电压、切换 2 相压降和配置时钟输出引脚的位。

其工作频率可利用一个外部电阻器将频率设置在 100 kHz 至 2 MHz 之间，或通过 SYNC 引脚与外部时钟同步以实现精确定时。

这些控制方式使得 LT8277 能够适应众多电源设计，使其电压精确地满足应用的需要，并对其频率进行微调，以确保最佳性能并降低 EMI。

作为升压型 DC/DC 控制器，LT8277 可控制两个相位差达 180° 的功率级，最多可有四个器件一起工作，以实现 4 相或 8 相配置，每个相位并联工作，以分担负载并减少对单个元件的压力。使用多个功率器件有助于热管理和减少 EMI。

LT8277 采用 2 相交错工作方式，降低了输入和输出的总体纹波，从而提高了效率，最大限度减小了输入和输出电容器的尺寸，并均匀地分担了负载。这样就最大限度地减少了升压转换过程中的电池损耗，从而为照明和信息娱乐系统等应用提供稳定的电压。

LT8277 应用评估

ADI 的 [EVAL-LT8277-AZ] 评估板（图 1）为探索和定制使用 LT8277 控制器的应用提供了一个开发平台。可以并行连接多个 EVAL-LT8277-AZ 板，以增强系统设计的总体功率能力。

图 1：ADI 的 LT8277 评估板。（图片来源：Analog Devices, Inc.）

该评估板可用于评估 LT8277 的功能，包括使用 SPI 接口进行配置和控制，在多相系统中同步频率，为 4 相或 8 相操作生成时钟信号以及调整各种参数。

该评估板可连接到 ADI 的 [DC2026C Linduino One] 演示板，可利用直观的 GUI 配置 LT8277 参数。

结语

ADI LT8277 是一款多功能、高可配置型控制器，具有多相升压和 SEPIC 功能，非常适合开发需要精确控制和保护的大功率和宽输入范围应用。它支持频率同步和相位交错，可降低输入和输出纹波，提高效率并简化热管理。

审核编辑 黄宇