航天器上的系統(tǒng)供電電源比較單一，但是實際應(yīng)用中不同用戶對供電電壓的要求不盡相同，往往要通過對供電電源進行電壓變換，以獲得符合不同用戶要求的供電電壓。為了使電壓轉(zhuǎn)換器能夠應(yīng)用于不同的供電場合，需要設(shè)計在低壓供電、高壓供電或正常供電時都能實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換的電源轉(zhuǎn)換電路。為了獲得一個位于較寬輸入電壓范圍的中間值的輸出電壓，傳統(tǒng)的設(shè)計方法是根據(jù)不同供電情況采用升壓變壓器和降壓變壓器或多個DC/DC轉(zhuǎn)換器來設(shè)計相應(yīng)的升壓電路和降壓電路以實現(xiàn)電源的轉(zhuǎn)換，電路設(shè)計復(fù)雜，轉(zhuǎn)換效率低，且質(zhì)量體積較大;而且電壓轉(zhuǎn)換設(shè)計一般都是針對于特定的使用負載，帶載能力有限，在多負載的情況下不能保證每個負載都能得到額定的功率，具有應(yīng)用局限性。電源轉(zhuǎn)換模塊LTC3780是一款高性能的升壓降壓開關(guān)穩(wěn)壓控制器，可在輸入電壓低于、高于或等于輸出電壓的情況下運行，并且可以對最大輸出電流進行設(shè)定，電路設(shè)計簡單，可實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出和較高的轉(zhuǎn)換效率，并且具有較強的帶載能力。

模塊簡介

LTC3780采用一種恒定頻率電流模式架構(gòu)，它提供一個200kHz至400kHz的可鎖相固定頻率，可在4V至36V的寬輸入和輸出的電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)升壓、降壓和升壓/降壓模式之間的無縫切換，輸出電壓準確度達±1%?？刂破魍ㄟ^對4個功率開關(guān)的控制可以實現(xiàn)各工作模式間的連續(xù)轉(zhuǎn)換。當Vin小于Vout時控制器工作在升壓區(qū)當Vin大于Vout時控制器工作在降壓區(qū)，當Vin接近Vout時控制器工作在升壓/降壓區(qū)?？刂破鞯妮敵鲭妷菏怯奢敵鲭娙輧啥说耐獠孔栊苑答伔謮浩鱽碓O(shè)定的，由誤差放大器將反饋信號與內(nèi)部精準電壓比較實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出。LTC3780和4個功率開關(guān)管的簡化連接原理圖如圖1所示，其工作區(qū)域與功率開關(guān)管狀態(tài)和占空比D的關(guān)系如圖2所示。

特點

單電感器架構(gòu)允許VIN高于、低于或等于VOUT

寬VIN范圍：4V至36V工作電壓

同步整流：效率高達98%

電流模式控制

±1%輸出電壓準確度：0.8V《VOUT《30V

可鎖相固定頻率：200kHz至400kHz

電源良好（powerGood）輸出電壓監(jiān)視器

用于MOSFET電源的內(nèi)部LDO

四N溝道MOSFET同步驅(qū)動

在停機期間VOUT與VIN斷接

可調(diào)軟起動電流斜坡上升

折返輸出電流限制

可選的低電流模式

輸出過壓保護

采用24引腳SSOp和裸露襯墊（5mmx5mm）32引腳QFN封裝

各工作模式間的轉(zhuǎn)換原理如下

1）當輸入電壓小于輸出電壓時，控制器自動切換到升壓模式，開關(guān)A始終接通而開關(guān)B始終斷開。在每個周期中開關(guān)C首先接通，輸入電壓通過開關(guān)A和開關(guān)C對電感器L進行充電儲能，同時控制器進行電感器電流的檢測，當電感器電流高于基準值時，開關(guān)C斷開，開關(guān)D接通，電感器釋放能量實現(xiàn)升壓。開關(guān)C和開關(guān)D就這樣交替通斷實現(xiàn)穩(wěn)定的升壓輸出。

2）當輸入電壓大于輸出電壓時，控制器自動切換到降壓模式，開關(guān)D始終接通，開關(guān)C始終斷開。在每個周期中開關(guān)B首先接通，對電感器L進行持續(xù)泄流釋放能量，實現(xiàn)降壓，同時控制器對電感器電流進行檢測，當電感器電流低于基準值時，開關(guān)B斷開，開關(guān)A接通，對電感器進行充電儲能。開關(guān)A和開關(guān)B就這樣交替通斷實現(xiàn)穩(wěn)定的降壓輸出。

3）當輸入電壓接近輸出電壓時，控制器自動切換到升壓/降壓工作模式，開關(guān)A和C與開關(guān)B和D兩組開關(guān)交替接通，通過對電感器的充放電使得輸出電壓和輸入電壓之間的電位差不斷減小，當輸出電壓穩(wěn)定時只有開關(guān)A和開關(guān)D處于接通狀態(tài)，最終實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出。

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