基于LTC3780控制器的开关电源仿真和设计

ITH引脚为电流控制门限和误差放大器的补偿点，LTC3780控制器环路稳定性补偿点。
PGOOD引脚为“电源工作正常”指示。开漏输出，当输出电压偏离规定电压的±7．5％时，PGOOD引脚被下拉到地。
TG1／TG2、BG1／BG2引脚分别为上端MOSFET栅极驱动端、下端MOSFET栅极驱动端。
SW1／SW2引脚为开关节点。
BOOST1／BOOST引脚为BOOST浮动驱动供电端。
PGND／SGND引脚为功率地、信号地，在PCB布线时应该单点接地。

3 基于LTC3780控制器的仿真
LTspiceⅣ仿真软件是由LINEAR公司提供的免费、通用型PSPICE电路仿真软件，它操作简单，入门容易。LTspice IV具有专为提升现有多内核处理器的利用率而设计的多线程求解器。另外，该软件还内置了新型SPARSE矩阵求解器，这种求解器采用汇编语言，旨在接近现有FPU(浮点处理单元)的理论浮点计算限值。当采用四核处理器时，LTspiceⅣ可将大电感符号中型电路的仿真速度提高3倍。LTspice IV还拥有集成电路图捕获和波形观测功能，不但可以进行瞬态分析、交流小信号分析、直流扫频、噪声分析、直流传递函数和直流工作点分析，而且还能计算仿真时间内各器件的电压、电流平均值和有效值，各器件的平均功率损耗和瞬时功率损耗，这个功能是其他的仿真软件中没有的，可极大地方便电源设计，提高所设计电源的工作效率。
笔者根据工作需要，基于LTC工字电感器3780控制器设计了一款24 V输入、26 V输出、功率为300 W的开关电源。在原理设计完成之后，使用LTspice IV仿真软件对其进行了仿真。电源仿真原理图见图2，全载时的电压波形及纹波分别见图3、图4，LTC3780控制器的开关电源从轻载(1 A)至全载(12A)时输出电压、电流波形见图5。

在仿真过程中，可以通过改变PLLFLTR引脚的电压来改变电源工作频率；通过改变ITH引脚的电阻、电容值来改变控制回路的零极点补偿方式，以提高电源的动态响应特性；通过改变FCB引脚的电压来改变电源工作方式，以提高工作效率。通过仿真，可实时观察控制效果，完善设计。

4 PCB设计的要点
在进行PCB设计时，除了通用的布线规则外，对于开关电源的PCB设计而言，还有一些特别需要注意之处。
(1)地平面应尽量靠近功率MOSFET，当电流大时，功率器件与PCB连接处应放置几个过孔。
(2)所有小信号器件与SGND引脚相连，所有功率信号与PGND引脚相连。SGND与PGND就近单点接地。PGND引脚与BGx／SWx引脚的连线应尽可能的短。具有高dv／dt的SWx、BOOSTx、贴片电感TCx节点应远离小信号敏感节点。分压电阻R2应远离大电流信号和噪声路径。
(3)SENS插件电感器E+／SENSE-引脚在布线时应有最小的环路空间，以避免传感布线通过噪声区域。
(4)与ITH引脚相连的补偿网络应靠近LTC3780，并且在ITH与SIND引脚间放置。

5 结束语
使用四开关、电流模式、Buck-Boost同步控制器LTC3780进行升降压电源设计时，由于不需进行变压器的设计，大大简化了开关电源的设计步骤，提高了工作效率，所需外围器件少，成本低；并且其电压输入、输出范围宽，在完成PCB设计后，仅需改变输出电压反馈电阻R1、R2的阻值，就可以设置出不同的输出电压，可方便的在不同应用场合使用。另外，通过配套的LTspiceIV仿真器及其自带的仿真实例，在无需设计实际的电源前，就可快速的对设计参数进行评估、验证，提高了设计的可靠性。

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有个资深工程师看了之后说我的贴片电感是瞎选的。

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