LT3790 DC2123A 演示板：高功率电压调节的理想之选

在电子设计领域，高功率电压调节和电流控制一直是工程师们关注的重点。今天，我们将深入探讨 LT3790 DC2123A 演示板，它展示了 LT3790 芯片在高功率应用中的卓越性能。

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一、DC2123A 演示板概述

DC2123A 是一款 60V 四开关同步升降压控制器，旨在展示 LT3790 的高功率能力。其输出电压为 24V，最大输出电流可达 5A，开关频率为 200kHz，在 24V 输入时效率高达 98%。

1. 灵活的功率调整

LT3790 具备高功率运行能力，DC2123A 可以进行灵活调整。通过改变一些电阻值，如将 RS1 改为 2mΩ、RIN1 改为 1.5mΩ、R3（UVLO）改为 88.7k，输入电压 (V{IN}) 可降低至最低 8V，仍能提供 120W 输出。若 (V{IN}) 始终高于 20V，再将 ROUT 改为 4mΩ，输出电流 (I_{OUT}) 可增加到 12A 以上，实现 290W 输出。

2. 宽输入电压范围

DC2123A 的工作输入电压范围为 12V 至 57V。输出电压、EN/UVLO（使能/欠压锁定）和 OVLO（过压锁定）均通过电阻分压器进行编程。EN/UVLO 设置为当输入电压低于 11.9V 时电路关闭，高于 13.4V 时开启；OVLO 设置为输入电压高于 57V 时启动。

3. 电流监测与限制

通过电流检测电阻可以对输入和输出电流进行限制，并确定用于监测输入和输出电流的电压。IVINMON 提供 60mV/1A 的电压用于监测输入电流，输入电流限制在 16.7A，由 RIN1 设置；ISMON 提供 160mV/1A 的电压用于监测输出电流，输出电流限制为 7.5A，由 RS2 设置。

二、电路设计特点

1. 高效 MOSFET 选择

演示电路采用了与 LT3790 的 5V 栅极驱动相匹配的 MOSFET，以实现高效率。在四开关拓扑的输入侧使用 60V MOSFET，输出侧使用 40V MOSFET。

2. 电容配置

在电路的输入和输出端均使用了陶瓷电容，因其体积小且具有高纹波电流能力。此外，输出端还使用了铝聚合物电容，以确保反馈环路的稳定性，即使在低温环境下也能正常工作；输入端除了陶瓷电容外，还使用了铝电解电容。为了满足电磁兼容性要求，还可以轻松添加两级 L - C 输入滤波器。

3. PCB 设计

PCB 具有大面积的铜平面和大量过孔，以提高热性能。

4. 同步功能

CLKOUT 输出和 SYNC 输入可用于同步两个或多个 DC2123A 电路。在使用 SYNC 输入之前，必须移除 SYNC 到地的电阻。

5. 状态标志输出

SHORT 和 C/10 是集电极开路状态标志输出，上拉至 (INTV{CC}) 引脚电压。通过一个电阻将 CCM 引脚连接到 C/10，可使电路在轻负载电流下切换到不连续导通模式（DCM）；也可以将 CCM 通过电阻连接到 (INTV{CC})，以实现全负载范围内的连续导通模式（CCM）操作。

6. 电流限制控制

CTRL 输入通过一个 0Ω 电阻上拉至 (V{REF}) 引脚，以将输出电流限制设置为最大值。如果移除该电阻，则可以使用 CTRL 上的外部电压来降低电流限制。SS 引脚的电容用于编程软启动，并且 SS 通过一个 100k 电阻上拉至 (V{REF}) 引脚。开关频率可通过一个电阻进行调节。

三、性能总结

在 (T_{A}=25^{circ}C) 的条件下，DC2123A 的主要性能参数如下：	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
最小输入电压 (V_{pVIN})	(V{out}=24V)，(I{out}=4.5A)	-	12	-	V
最大输入电压 (V_{pVIN})	(V{out}=24V)，(I{out}leq5A)	-	57	-	V
最大输出电流	(13.3Vlt V{pVIN}lt57V)，(CTRL = V{REF})；(V{pVIN}=12V)，(CTRL = V{REF})	5；4.5	-	-	A
输入使能电压 (V_{pVIN(EN)})	(R3 = 56.2k)，(R4 = 499k)，(V_{pVIN}) 上升	-	13.4	-	V
输入欠压锁定电压 (V_{pVIN(UVLO)})	(R3 = 56.2k)，(R4 = 499k)，(V_{pVIN}) 下降	-	11.9	-	V
输入过压锁定关断电压 (V_{pVIN(OVLO turn - off)})	(R11 = 27.4k)，(R1 = 499k)，(V_{pVIN}) 上升	-	57.6	-	V
输入过压锁定开启电压 (V_{pVIN(OVLO turn - on)})	(R11 = 27.4k)，(R1 = 499k)，(V_{pVIN}) 下降	-	56.2	-	V
输出电压 (V_{OUT})	(R19 = 71.5k)，(R34 = 1.37k)，(R20 = 3.83k)	23.5	-	24.5	V
效率	(V{pVIN}=24V)，(I{OUT}=5A)	-	98	-	%
开关频率	(R18 = 147k)	-	200	-	kHz
输入电流限制	(RIN1 = 0.003)	-	16.7	-	A
输出电流限制	(RS2 = 0.008)	-	7.5	-	A

四、快速启动步骤

设置 DC2123A 演示电路以评估 LT3790 的性能非常简单。请参考图 1 进行正确的测量设备设置，并按照以下步骤操作：

1. 用夹线将 EN/UVLO 端子接地，按图示连接电源（关闭电源）、负载和仪表。
2. 完成所有连接后，开启输入电源，验证输入电压在 12V 至 57V 之间。
3. 移除 EN/UVLO 上的夹线，验证输出电压为 24V。如果输出电压较低，可暂时断开负载，确保负载设置不过高。
4. 一旦建立了合适的输出电压，在工作范围内调整输入电压和负载，观察输出电压调节、纹波电压、效率等参数。

五、LT3790 与 LT3791 - 1 的差异

LT3790 是 LT3791 - 1 的改进版本，推荐用于新设计。两者的主要差异如下：

1. 电流检测电压：LT3790 的满量程 (V_{(ISP - ISN)}) 电流检测电压典型值为 60mV，而 LT3791 - 1 为 100mV。这使得 LT3790 在大多数应用中可以使用功率更低的电流检测电阻。
2. CTRL 引脚线性范围和关断阈值：LT3790 的 CTRL 引脚线性范围为 0V 至 1.1V，关断阈值典型值为 50mV；而 LT3791 - 1 的线性范围为 200mV 至 1.1V，关断阈值典型值为 175mV。这些变化使得更容易并联两个或多个 LT3790 IC 以实现更高的功率水平。
3. C/10 引脚功能：当 (V{(ISP - ISN)}) 电压小于满量程的 1/10 时，LT3790 的 C/10 引脚拉低；而 LT3791 - 1 的 C/10 引脚在 (V{(ISP - ISN)}) 小于满量程的 1/10 且 (V_{FB}) 大于 1.15V（典型值）时拉低。这一变化确保了在更广泛的应用中，轻负载时不会出现负电流。

六、零件清单

文档中提供了详细的零件清单，包括所需的电气组件、可选电气组件和硬件。工程师们可以根据实际需求进行选择和使用。

七、重要注意事项

该演示板仅用于工程开发或评估目的，并非用于商业用途。作为原型，它可能不具备成品商业产品所需的完整设计、营销和制造相关保护考虑，可能不符合电磁兼容性指令或其他法规的技术要求。如果评估套件不符合演示板手册中规定的规格，可在交付日期起 30 天内退还以获得全额退款。用户需承担产品正确和安全处理的所有责任，并免除 Linear Technology Corporation 因产品处理或使用而产生的所有索赔。

总的来说，LT3790 DC2123A 演示板为工程师们提供了一个优秀的平台，用于评估和开发高功率电压调节和电流控制应用。通过灵活的功率调整、高效的电路设计和丰富的功能，它在众多应用中都具有很大的潜力。你在使用类似的高功率调节芯片时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。