LT3757电源控制模块学习笔记

2018-07-25

LT3757

最近需要实现200V-350V的可调的输出电源，需要用到LT3757这款芯片，以前从来没有接触这方面的内容，仔细研读了一下LT3757的手册，为了便于以后查阅，在这里整理一下。

PS:有些内容是按自己理解写的，如有纰误还望指教。

LT3757

LT3757简介

LT 3757是一款DC-DC控制器，能够在宽输入范围内产生正或负输出电压，它可配置为反激式，SEPIC，BOOST或反相转换器，可以通过内部电源(INTVCC脚)或外接电源的方式来给N-MOSFET供电。

LT 3757A相比LT3757具有更好的负载瞬态性能

它的工作频率可通过100kHz至1Mhz的Rt脚外接电阻调节，也可以通过SYNC脚与外部时钟同步的方式来调节，固定频率有利于在芯片很宽的电源和输出电压范围内稳定工作。
LT 3757的最小工作电源电压为2.9V，电流小于1uA。LT 3757具有软启动和频率折返功能，用于限制启动和输出短路期间的电感电流。

LT3757 各个引脚功能介绍

$V_{c}$: 误差放大器补偿引脚，利用外接RC网络来稳定电压回路。

$FBX$: 正电压和负电压反馈引脚。它通过输出电压部分的电阻分压来获得反馈电压，当反馈电压到达1.6V时，芯片便会调节开关频率使输出电压稳定下来不再继续升高。

另外，如果FBX接入GND，芯片也会在启动和故障的时候调制频率(说实话，这个功能没大读懂)。

$SS$: 软启动引脚，该引脚会调制$Vc$引脚的电压钳位，通过外部电容来控制软启动间隙。该引脚具有10uA(典型值)的上拉电流源，以及内部2.5V电压。在$\overline{SHDN}/UVLO$引脚欠压，或者$INTV{CC}$欠压过压以及芯片内部热锁定等异常条件下，SS将会被重置为GND电位。

注:上已LT3757具有两种调节开关工作频率的方式，以下两个引脚便是具体的方式

$RT$:开关频率调节引脚。通过在改脚外接电阻来调节工作频率，电阻的另一端直接接GND。此引脚不能悬空，即便要采用SYNC模式，该引脚也应该接入比SYNC脚接入频率低20%的频率对应的阻值。

$SYNC$:频率同步引脚。对应着外部时钟同步方式，该引脚用来接入外部信号源，以使开关频率与外部信号源频率同步，如果选用这个功能此时RT脚应该接入对应外部时钟频率低20%的频率的阻值。

$SENSE$:控制回路的电流检测输入。此脚应连接到N-MOSFET源极中开关电流检测电阻的正极，电阻的负极应连接到IC的GND。

$GATE$:N沟道MOSFET栅极驱动器输出引脚。GATE脚是芯片的输出引脚，与N-MOSFET的栅极连接。输出波形是方波，电压在INTVCC和GND之间切换，相当于在以一定的频率切换MOS开关。当IC关闭、热锁定或者INTVCC欠压和超压时候自动接地。

$INTV_{CC}$:为内部负载和栅极驱动器提供的稳压电源，从VIN提供并调节至7.2V（典型值）。必须使用靠近引脚放置的最小4.7μF电容旁路INTVCC，如果VIN小于17.5V，INTVCC可以直接连接到VIN。如果电源电压不超过17.5V，INTVCC也可以连接到电压高于7.5V且低于VIN的电源。

$\overline{SHDN}/UVLO$:关断和欠压检测引脚。到达1.22V（标称值）阈值便禁用设备并将VIN电流将至1μA以下，欠压条件下会重置软启动。

$V_{IN}$:VIN（引脚10）：输入电源引脚，必须旁路一个超过0.22μF的电容。

LT3757 功能描述

由于是零基础,为了理解DC-DC升压的基本原理，从而了解LT3757的作用。我首先恶补了一下电力电子中BOOST、Flyback等常见电路的相关理论知识。但公式贴起来太枯燥，在这里不如让我引用一下电子工程世界论坛一位网友的科普贴，它讲得非常的生动易懂。

当电感被连接到电源两端的时候，电流流过电感，这个过程会在电感周围产生感生磁场，当电流稳定之后，其磁场也趋于稳定。若我们将电源撤掉，磁场将会在线路中产生一个方向相反的电动势，其值可能大于原电源的电动势。明白了这两点，Boost电路的最基本原理也就不难分析了。

在这样的一个电路中，如果我们闭合开关，电源将对电感充电，电能转化为电感上的磁场能量。而当我们打开开关，电感上的磁场将转化为电能，通过右侧的二极管向电容充电。而对于电容来说，其电压将取决于电源电压和电感的充电过程，在开关打开的时候，为其供电的除了电源，还有电感中的能量，因此其电压将高于原电源电压。如果这个过程不断地往复下去，我们就能够在电容两端得到高于电源电压的输出电压。

很显然，在实际的电源中我们不可能用手去按开关，用在这个位置上的将会是开关管。它将以极快的速度开关，从而控制整个过程。这也是开关电源中“开关”一词的来历。

而我们用到的LT3757实际上相当于一个开关控制器，通过控制电路的通断来实现能量从电感转移到电容，达到升压的目的。

输出电压调节

在手册的第12页 Programing the Output Voltage 节中给出了通过$R_1$和$R2$电阻来调节输出电压的计算公式。
$V{正输出电压}=1.6V \cdot (1+\frac{R2}{R1})$
$V_{负输出电压}=-0.8V \cdot (1+\frac{R2}{R1})$

FBX是反馈引脚，内部接1.6V和-0.8V的比较器。当反馈脚电压到达1.6V时芯片便会控制输出电压稳定，经过仿真发现改变FBX的电压不能很好地调节输出电压的值，会影响芯片对输出电压的控制。i