采用负输入电压，PWM控制器处理多种拓扑结构

传统上，电信和数据通信设备提供直流负输出电压，如-48 V，系统总线。原因很简单：直流电压保持低噪音，可以很容易地从普通的铅酸电池，通常可在12伏产生。此外，负电源保持电缆和铜导线远离腐蚀。通常情况下，在像服务器和计算机应用中，这种未经调节负的直流输出电压被反转为正母线电压，用于驱动各种降压转换器必须产生在高输出电流经调节的低直流电压，以驱动一个广泛的电子负载上的系统板。这样的系统主板还使用功能，如放大器，运算放大器，以及在受监管，负电源或分离电源下工作，以保持交流信号的清洁感应器。

转换这个未经调节负电源到稳压负降压电源或调节负升压电压，以及一个正调节电压，是不平凡的。每个拓扑结构复杂和时间与分立元件耗时。更重要的是，它不能保证性能，并且可以花费更多的同时占用更多的电路板空间。

为了使这样的任务轻松设计师，凌力尔特公司开发了一种新型的同步多拓扑DC / DC控制器，LT8709，可以很容易地配置在降压，升压，降压 - 升压和反相拓扑负输入，使得它高度灵活，适用范围广的电源设计。另外，它的同步操作意味着输出二极管替换为高效率P沟道MOSFET，从而提高效率并允许更高的输出电流高达20A。其结果是，它消除了通常需要在中期到散热器高功率应用，从而使设计者以产生广泛的与负输入电压，适用范围广的电源设计的DC / DC转换解决方案。

本文研究了这种新颖的DC / DC控制器明白为什么它是如此容易产生降压，升压和降压 - 升压，以及反向拓扑结构，负输入电压的架构。除了揭示其独特的特点和功能，我们也将的LT8709基于负到负和负到正的DC / DC转换解决方案在期望的输出负载电流本工作实施例。测量的性能结果的设计实例也将被讨论。

多拓扑控制器

据Linear公司的产品设计经理吴伟业，在DC / DC控制器的反馈电路是独一无二的。如图1，单反馈(FBY)引脚配置多拓扑控制器作为降压，升压，降压 - 升压或反相转换器。该架构可确保FBY引脚的电压总是相对于控制器芯片的接地(GND)引脚。电阻RFBY，其连接VOUT和FBY销之间，是使用下列公式计算：。

对于负输出电压，方程式1(1)

对于正输出电压，方程2(2)

凌力尔特LT8709 DC / DC控制器的框图

图1：LT8709负输入同步多拓扑DC / DC控制器的内部框图。

该LT8709还具有创新的EN / FBIN引脚电路，允许缓慢变化的输入信号和可调节欠压锁定(UVLO)功能。该引脚也可以用作输入电压调节，以避免崩溃高阻抗输入电源。附加功能，如折返频率，热关断和软启动被集成为好。的LT8709的轨到轨输出电流检测允许控制器在电流限制的应用，如电池或电容器充电来配置。另外，它拥有一个PG引脚电源良好指示。

使用内部振荡器，控制器的开关频率可以很容易地100 kHz和750千赫的电阻RT，肚里从RT引脚到引脚-VIN之间设置。但是，它也可以被同步至外部时钟。该LT8709采用20引脚TSSOP封装。

选择开关频率效率和元件大小之间存在折衷。虽然低开关频率，减少损失的MOSFET提高效率，它需要较大的电感和/或电容，保持低输出纹波电压。

具有-4.5 V至-80 V的宽输入范围，则控制器可以被配置为各种直流/直流转换的解决方案。让我们首先开始具有负降压转换器，它被示于图2中。在本申请中，LT8709拓扑从更负的输入电压产生一个负的输出电压。按照这种设计(摘自控制器的数据表)的电路产生-12 VDC在8.5从-16 VDC的输入电压-30 VDC。用于计算外部无源元件，包括电感器的值的方程，给出在数据sheet1中的表1中。在本设计中，反馈电阻RFBY1和RFBY2通过调节FBY销到-1.234 V有关的GND引脚设置输出电压。

凌力尔特LT8709降压转换器的示意图

图2：LT8709配置为负少负降压转换器。该组件值是250千赫，-16 VDC至-30 VDC输入到-12 VDC输出8.5 A的负载电流的开关频率。

过载电流的变化对这种配置测量的效率响应示于图3的负输入端( - VIN)为-24 V的曲线表示该转换效率保持在从低负荷到高负荷的90%。这是超过95%，从中期负荷到满负荷。同样地，瞬态响应是非常高的输出负载步骤。

效率和功率损耗与负载电流的图像

图3：效率与功率损耗与负载电流输入电压VIN = -24 V.

同样地，一个负到正输出转换器拓扑示于图4。在这种设计中，LT8709产生正5伏输出从负输入电压与大于，等于，或更小的大小的电压。单个反馈电阻RFBY通过调节FBY销到-15.8 mV的参考GND引脚的电压设置输出电压。该逆变器设计的元件值是基于在所述LT8709数据sheet1中的表2中提供的方程。

凌特的LT8709反相转换器图

图4：线性技术公司的LT8709配置为负到正输出转换器，其产生正5伏的输出电压，在4 A的负载电流从-4.5 V至-42 V的负输入电压范围

该LT8709的数据表还提供了一种最佳的热，效率拓扑结构的具体布局指南，以及电源电路的EMI性能。遵循这些准则隐含将帮助你实现所需的性能。

虽然只有两个LT8709为基础的设计实例，负降压和反相转换器，在这篇文章中呈现，在产品数据表中呈现为其他拓扑结构，即消极的降压 - 升压和负升压详细的解决方案。总之，LT8709是一个多功能控制器，使设计使用单反馈电阻，两个同步MOSFET和一些无源元件，以产生宽范围的负输入DC / DC转换器的解决方案。