968A - A 隔离式 DC/DC 电源转换器快速上手与设计要点

在电子设计领域，电源转换器的性能和稳定性至关重要。今天，我们来深入了解一下 968A - A 隔离式 DC/DC 电源转换器，它采用了 LT1952 开关控制器，为我们的设计带来了诸多便利和优势。

文件下载：DC968A-A.pdf

一、产品概述

1. 基本特性

968A - A 演示电路是一款采用 LT1952 开关控制器的隔离式输入到高电流输出的 1/8 砖尺寸转换器。它能将 36V - 75V 的隔离输入转换为 3.3V 输出，可提供超过 30A 的输出电流，工作频率为 300kHz，效率大于 91%。并且，该转换器可轻松修改以产生 0.6V - 28V 的输出电压，不过输出电流受总输出功率最高 200W 的限制。

2. 其他版本

除了标准的 968A - A，还有其他版本可供选择：

• DC968A - B：输入电压 18 - 36V，输出 5V@20A
• DC968A - C：输入电压 36 - 75V，输出 12V@12A
• DC968A - D：输入电压 36 - 75V，输出 28V@4A

3. 输入电压范围

该转换器还可修改为适用于其他输入电压，如 8V - 36V、18V - 75V、44V - 52V 等。但需要注意的是，较宽的输入电压范围会降低转换器效率，所以在设计中，选择较窄的输入电压范围更为理想。

二、性能参数

参数	条件	值
最小输入电压	IOUT = 0A 到 30A	36V
最大输入电压	IOUT = 0A 到 30A	75V
输出电压 VOUT	VIN = 36V 到 75V，IOUT = 0A 到 30A	3.3V ±3%
典型输出纹波 VOUT	VIN = 36V 到 75V，IOUT = 0A 到 30A	50mVP–P
标称开关频率		300kHz

三、快速启动步骤

1. 连接电源

在电源关闭的情况下，将输入电源连接到 Vin 和 GND。要确保输入电源在最小输入电压下有足够的电流额定值，以满足所需的输出负载。

2. 开启电源

开启输入电源，但要注意输入电压不要超过 75V。

3. 检查输出电压

检查输出电压是否为 3.3V。如果没有输出，可暂时断开负载，确保负载设置不过高。

4. 调整负载并观察参数

当输出电压正常后，在工作范围内调整负载，观察输出电压调节、纹波电压、效率等参数。

5. 输出电容处理

DC968 配备了一个 470uF 的输出电容 CSYS，它近似于典型系统轨电容。如果系统板已经有类似值的电容，CSYS 可以移除。

四、输出电压调整

1. 降低输出电压

若要将输出电压设置低于 3.3V，可更改连接到 LT4430 FB 引脚的底部电压分压器电阻。例如，要获得 2.5V 输出，可将 R38 电阻值更改为 26.1k。

2. 提高输出电压

若要获得高于 3.3V 的输出电压，则需要更高匝数比的变压器，并且可能需要更高电压额定值的输出 MOSFET。具体细节可联系 LTC 工厂。

五、关键元件及功能

1. 初级 MOSFET 驱动器 LTC4440

DC968 配备了 LTC4440 MOSFET 驱动器 U2。如果效率不是关键因素，可禁用 U2。若禁用 U2，则需要重新调整 LT1952 的 DELAY 引脚以优化效率，具体可联系 LT 工厂获取帮助。

2. 可选复位电路

DC968 配备了一个可选的有源复位电路，在 DC968AA 上该电路默认禁用。在大多数应用中，该电路并非必需，因为有源复位并无明显益处。但如果需要有源复位，添加几个电阻即可启用该电路，可咨询 LT 工厂获取帮助。

六、负载阶跃响应

DC968A - A 的负载阶跃响应非常快，尽管其输出电容相对较少（200uF 陶瓷电容和 470uF 电解电容）。这得益于 LT4430 的快速误差放大器、LT1952 的最佳电流斜率补偿、快速光耦合器和 LT1952 的快速误差放大器。如果需要处理更高的负载阶跃，可以添加更多的输出电容，以将电压瞬变保持在所需水平。

七、软启动功能

DC968 采用了具有软启动功能的 LT4430 光耦合器驱动器，它能产生单调的启动斜坡，输出电压的上升时间由连接到 LT4430 的 OC（过冲控制）引脚的电容 C19 控制。

八、调试与测试

DC968 可以通过将偏置电路与主电源电路分开供电来轻松进行测试和调试。具体步骤如下：

1. 将 DC968 置于调试模式，移除电阻 R1，并将 48V、100mA 的电源连接到 +Vb 节点（R1 的右侧）。这样，在不向 +Vin 施加主初级电源的情况下，可激活初级 PWM 控制器 LT1952。
2. 激活次级侧 MOSFET 驱动器（LTC3900），可将一个 10V、100mA 的电源通过二极管 OR 连接到 Q9 的集电极。
3. 当初级和次级控制器运行后，可检查 MOSFET 栅极时序。如果 MOSFET 栅极时序正确，可将主电源输入施加到 +Vin。FG 开启与 Q1 栅极之间的延迟应在 -100ns 到 +100ns 范围内。
4. 缓慢将 +Vin 从 0V 增加到 48V，监测输出电压和输入电流。在无输出负载的情况下，输入电流不应超过 100mA。如果其中一个 MOSFET 损坏，输入电流将超过 100mA。

通过以上介绍，相信大家对 968A - A 隔离式 DC/DC 电源转换器有了更深入的了解。在实际设计中，我们可以根据具体需求灵活运用这些特性和功能，以实现更高效、稳定的电源设计。大家在使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎一起交流探讨。