升压电源拓扑结构因能显著提升应用的通用性

在汽车和工业电子领域，电源管理的高效性与稳定性至关重要。随着技术的不断进步，系统对于电源的要求日益严苛，不仅需要应对复杂多变的输入电压条件，还得确保在各种工况下都能为负载提供稳定、高效的电力支持。升压电源拓扑结构因能显著提升应用的通用性，在这两个领域中愈发受到青睐。许多系统依赖稳定的输入轨，然而其上游电源输入轨电压常出现大幅波动，升压变换器便成为解决这一问题的关键，它能使新电子设备轻松连接至任意供电轨，无需重新设计前端或准备多个版本以适配不同供电场景。与此同时，升压控制器还能有力支持对输入电压下降高度敏感的电子器件，这在汽车电子设备中尤为关键，毕竟汽车供电轨电压在低温启动等特殊情况下会明显降低。

LTC7804：简化升压变换器设计的利器

LTC7804 的出现，极大地简化了升压变换器的设计流程，且丝毫未对其先进性能造成负面影响。这款控制器具备众多突出特性，低静态电流可有效延长汽车和常开系统的电池使用寿命，减少不必要的电量损耗。单输出同步整流技术则显著提升了电源转换效率，降低了能量在转换过程中的浪费。其宽输入电压范围高达 40V，输出电压可达 36V，能够适应极为复杂的输入电压环境，无论是高电压还是低电压输入，都能稳定工作。展频(SSFM)功能的引入，有助于降低电磁干扰，使设备在运行过程中对周围电子设备的干扰减到最小。此外，内部充电泵更是为高效、低电磁干扰的 PassThru™操作提供了有力保障。

升压变换器的实际应用 ——12V 输入至 24V 输出

以一款将 12V 输入升压至 24V 输出的升压变换器为例，它充分展现了升压变换器的独特优势。该变换器不仅能提供稳定的中间输出轨，还能使系统有效抵御前端电压下降的影响，就如同汽车启动时蓄电池供电轨电压下降的情况。从其原理图来看，由低引脚数控制器 LTC7804、底部 FET Q1、顶部 FET Q2、扼流圈 L1 和输入 / 输出滤波器构成，元件数量精简，却能输出 6A 的电流。在实际应用中，当输入电压较低时，会适当降低输出电流，以此确保输入电流低于 17.5A，维持系统的稳定运行。在该解决方案中，通过将 MODE 引脚连接至 GND，可调用 Burst Mode^{®} 操作，在轻负载条件下也能保持高效率;将 PLLIN/SPREAD 引脚连接至 INTV_{CC}，能将开关频率设置为 SSFM 操作，轻松满足已公布的 EMI 标准要求。值得一提的是，该设计既可用专用的电流检测电阻进行测试，也可选用 DCR 检测电阻替代电流检测电阻，为设计提供了更多灵活性。

抑制输入电压下降与直通模式操作

在汽车音频放大器和前置放大器的供电应用中，LTC7804 发挥着重要作用。其具备双重目标，一方面可抑制输入电压骤降，例如在低温启动期间，确保音频设备的稳定供电;另一方面，当输入电压高于输出电平时，能将输入直接连接至输出，大幅提升效率，如在负载突降期间。在此应用中，前置放大器电源的电压输出通常设置略低于典型 12V 汽车电压轨的输入电压，约为 10V。当输入电压等于或高于该设定值时，输入直接传递到输出;若输入电压低于所需中间电压，升压变换器则将输出维持在设定值，这种直接从输入到输出的操作模式即直通模式。在实际测试中，当输入电压从 14V 开始，高于预设的变换器输出电压 10V 时，上管 MOSFET Q1 的栅极为高，Q1 开启，LTC7804 内置充电泵可使变换器维持此状态，输入电压直接输出，实现直通模式。即便输入电压降至 5V，输出电压仍能稳定保持在 10V，一旦输入电压低于预设值，开关操作立即启动，精准维持输出电压。该解决方案中，两个变换器的开关频率约为 500kHz，在效率和尺寸间达成良好平衡，若需进一步减小电感尺寸，开关频率可提升至 3MHz。

直通升压控制器的优势与展望

LTC7804 控制器凭借其出色的性能，显著简化了高效升压变换器的设计过程。通过使用相同原理图并灵活更改外部元件，即可轻松调整可用输出功率，满足不同场景下的功率需求。高开关频率不仅提升了功率转换效率，还能显著减小电感尺寸，为设备的小型化设计提供了可能。当输入电压大幅波动，无论是远低于还是远高于输出电平时，内置充电泵和同步整流技术都能确保较高效率，使其成为汽车电子设备控制器的不二之选。展望未来，随着汽车和工业领域对电源管理要求的持续提升，直通升压控制器有望在更多复杂场景中发挥关键作用，不断推动相关技术的创新与发展，为系统的高效、稳定运行提供更坚实的保障。