文档介绍：基于LTC3780的开关电源模块及其在蓄电池中的应用电源、电池及充电器
0 引言
中国的蓄电池产量已是世界第一,并且出口到世界各地。但多是在拼价格,可获利润很有限。除了加大产量使中国蓄电池产业增值之外,提升蓄电池技术含量,更是使中国蓄电池产业增值的新思路之一,本文以LTC3780 为核心的开关电源模块与蓄电池相结合,就是实例之一。如果再加上法拉级电容,则综合外特性更好,技术含量更高,可获利润也更高。
1 LTC3780 简介
LTC3780 是一款高性能的能降压-升压的开关型稳压器,可在输入电压高于、低于或等于输出电压的条件下工作。恒定频率电流模式架构提供了一个高达400 Hz的可锁相频率,可以在4~30 V宽输入和输出范围内实现不同工作模式间的无缝切换。
LTC3780 的引脚排列如图1 所示。
图1 LTC3780 的引脚图
LTC3780 的内部原理框图及外围电路如图2所示。
图2 LTC3780的原理框图及典型外围电路
在图2电路中,受LTC3780 控制的4 只MOS管,可简化为图3 所示。而LTC3780 的工作模式与占空比的关系如图4 所示。

图3 LTC3780 输出开关的简化示意图图4 LTC3780 工作模式与占空比的关系
在图5 中,LTC3780 控制4 个电子开关,其中SA、SB在输入电源半桥电路,SC、SD在输出电源半桥电路。实际上用低内阻大电流场效应管来作为上述4 个电子开关。LTC3780 控制这4 个功率场效应管栅极,使得图5 电路可以实现开关降压或者开关升压的效果。借助于LTC3780可以在输入电压为4~36 V的宽输入电压和宽输出电压范围内,无缝切换使电路工作于降压或升压,,。

图5 可实现开关降压或升压的电路图6 当需要输出电压低于输入电压时
LTC3780 工作在Buck模式
2 LTC3780的Buck 降压开关工作模式
当输入电压VIN、高于所需要设定的输出电压VOUT 时,LTC3780 工作在Buck 开关降压工作模式,这时LTC3780 令SD 常闭,SC 常开,只控制SA和SB交替接通和截止,用开关SA给电感L 供电,用开关SB来为电感续流,获得降压型Buck 开关稳压输出效果,如图6 所示。
3 LTC3780 的Boost升压工作模式
当需要设置输出电压VOUT高于输入电源电压VIN时,LTC3780 自动切换为Boost 升压工作模式。这时LTC3780 令SA常闭,而SB 常开,输入电源经直通的SA供电给电感L,SC与SD交替通、断,当SC导通SD截止时,电源VIN给电感L 储存磁能,而在SC截止,同时SD导通时电感放电实现Boost 升压工作模式,如图7所示。
图7 当需要输出电压高于输入电压时
LTC3780 工作在Boost模式
4 LTC3780的无缝切换工作模式
当需设定的输出电压VOUT接近输入电源电压VIN时,LTC3780 使SA 和SD 在每个周期的大部分时间内处于导通状态。仅仅为了适应输出与输入电源电压之间很小的电位差,LTC3780 在每个周期的暂短时间内,控制电感L 的充电、放电,是靠SA-SC在VIN对地之间接通,或者SB-SD在