基于LTC3780控制器的開關電源仿真和設計

摘要：首先介紹了四開關Buck-Boost控制器LTC3780的基本功能及原理，并以LTC3780為基礎設計了一款24～26 V／300 W直流開關電源，然后利用LINEAR公司提供的電路仿真軟件LTspiceIV對其進行仿真，在此基礎上完成了PCB設計，并給出了一些PCB布局的建議。
關鍵詞：LTC3780；LTspiceIV；直流開關電源

0 引言
開關電源以其體積小，重量輕，效率高的特點受到日益廣泛應用。電源控制芯片也在朝著小體積、大功率、高效率的方向發展，LINEAR公司推出的四開關、電流模式、Buck-Boost同步控制器LTC3780就是一款小體積、大功率、高效率的電源控制芯片。LTC3780允許輸入電壓大于、小于或等于輸出電壓，其外接元件較少，工作效率大于95％，是自動化、通信、電池供電設備的理想選擇。

1 LTC3780的特點
LTC3780控制器的主要特點如下：
·輸入電壓(Vin)：4 V～36 V；
·輸出電壓(Vout)：4 V～30 V；
·工作頻率i200 kHz～400 kHz；
·內置低壓差穩壓器(LDO)用于芯片內部電路供電；
·可控制是否產生輸出電壓；
·可設置軟啟動時間；
·內置過壓、過流和短路保護；
·同步整流時最高效率可達98％。

2 LTC3780的主要功能

LTC3780控制器通過對FCB引腳進行不同的電壓配置，就可使LTC3780工作在不同的工作模式：在Boost工作模式時，可配置為突發模式、非連續導通續模式、強制連續導通模式；LTC3780控制器在Buck工作模式時，可配置為脈沖跳躍模式、非連續導通續模式、強制連續導通模式。突發模式在電池供電的移動應用中，可提升電源轉換效率，延長系統連續工作時間。當重視噪聲控制時，強制連續導通模式可能是優選方案，這是以犧牲效率為代價來實現可預知和容易進行濾波的恒定頻率開關操作。脈沖跳躍模式在輕負載效率和輸出電壓紋波之間提供了一種上佳的折衷。
LTC3780控制器的工作頻率范圍是200 kHz～400 kHz。工作頻率既可由外部振蕩器輸入，也可由內部振蕩電路產生。當由內部振蕩電路產生時，只需在PLLFLTR與PLLIN引腳間接入0 V～2．4 V直流電壓，即可使內部振蕩電路產生200 kHz～400 kHz的開關頻率；開關頻率由外部輸入時，只需在PLLIN引腳接入一時鐘源(此時PLLFLTR通過一個O．1μF瓷片電容接地)，LTC3780內部的鎖相環電路會使開關頻率與輸入時鐘源同步。
Vosense是電壓反饋引腳。輸出電壓通過外部反饋分壓電阻將輸出電壓信號通過內部誤差放大器與內部參考電壓(0．8 V)相比較，以調節MOSFET的導通時間，使輸出電壓穩定在設置值。