采用 23mm x 16.5mm 封装的 170W 倍压器

设计要点DN571-引言

对于高电压输入/输出应用，无电感型开关电容器转换器(充电泵)相比基于电感器的传统降压或升压拓扑可显著地改善效率和缩减解决方案尺寸。通过采用充电泵取代电感器，一个“跨接电容器”可用于存储能量和把能量从输入传递至输出。电容器的能量密度远高于电感器，因而采用充电泵可使功率密度提高10倍。但是，由于在启动、保护、栅极驱动和稳压方面面临挑战，所以充电泵传统上一直局限于低功率应用。

ADI公司的LTC7820克服了这些问题，可实现高功率密度、高效率(达99%)的解决方案。这款固定比例、高电压、高功率开关电容器控制器内置4个N沟道MOSFET栅极驱动器，用于驱动外部功率MOSFET，以产生一个分压器、倍压器或负输出转换器具体地说就是从高达72V输入实现2:1的降压比、从高达36V输入实现1:2的升压比、或从高至36V输入实现一个1:1的负输出转换。每个功率MOSFET在一个恒定的预设置开关频率以50%的占空比执行开关操作。

图1示出了一款采用LTC7820的170W输出电压倍增器电路。输入电压为12V，输出在高达7A负载电流条件下为24V，开关频率为500kHz。16个10μF陶瓷电容器(X7R型，1210尺寸)起一个跨接电容器的作用，以传送输出功率。如图2所示，该解决方案的大致尺寸为23mmx16.5mmx5mm，而功率密度高达1500W/in3。