【導讀】ADI LTC1871 開關穩壓器是一款異步升壓型轉換器
，其輸出端采用了一個外部 MOSFET 和肖特基二極管，它的 SPICE 模型可用於構建一個輸入電壓為 1(V)、輸出電壓為 12(V) 和負載電流為 24(A) 的升壓轉換器
，如下圖 (圖1) 所示。接下來開始運行仿真以觀察每個終端的波形。

本文由ADI代理商駿龍科技工程師講解如何利用LTC1871 升壓型開關穩壓器的仿真電路來檢查開關波形，並觀察寄生電感變化時的 PCB 布局。

使用理想模型進行仿真

ADI LTC1871 開關穩壓器是一款異步升壓型轉換器，其輸出端采用了一個外部 MOSFET 和肖特基二極管

，它的 SPICE 模型可用於構建一個輸入電壓為 1(V)、輸出電壓為 12(V) 和負載電流為 24(A) 的升壓轉換器，如下圖 (圖1) 所示。接下來開始運行仿真以觀察每個終端的波形。

LTC1871 開關穩壓器仿真結果

仿真結果如下圖 (圖2) 所示，從頂部開始分別為：輸出波形、SENSE 引腳波形、第 I 個引腳波形、GATE (BG) 引腳波形和開關 (SW) 節點波形。從波形來看它是穩定的，控製引腳 Ith 上的信號是幹淨的，SENSE yinjiaodedianyajianfengzhengchangshangsheng，bingqiekaiguanjiedianshimeiyoudianyajianfengde。danshishijishangzhegeboxingyufangzhendeboxingwanquanbutong，kaiguanjiediankenenghuiyudaoguochongbingqie GATE 引腳下衝的情況，這或許會超過 GATE 引腳的最大規格，同樣開關節點也可能會下衝並高於最大額定值。在實際應用中，這些情況的不僅會發生
，並且可能會因 PCB 布局而加劇。

電路板寄生電感變化時的反應

在實際電路中存在寄生元件，例如寄生電感。寄生電感是由元件幾何形狀和 PCB 布局引起的，由於電流壓擺率非常高，與 MOSFET、二極管和輸出電容器串聯的寄生電感可能存在一些問題，例如高壓擺率的電流在這些寄生電感中會產生大電壓。如下圖 (圖3) 紅框部分所示為具有附加寄生電感的升壓轉換器電路，在該電路中首先需要將寄生電感添加到控製器的 GND 引腳，紅框以外的寄生電感可省略
，因為它們在這次仿真中並不重要。

寄生電感對輸出波形的影響

接下來可以查看仿真結果，如下圖 (圖4) 所示。從圖中可以觀察受電感影響的輸出波形，可以看到有大量的高頻振鈴。其中第一級的第 I 個控製引腳和第二級的 SENSE 引腳上存在電壓尖峰
，這些電壓尖峰可能會影響到控製器。此外第三級控製器的 PGND 上也有振鈴，它會在外部組件和控製器的 GND 之間產生電壓差。第四級 GATE 驅動引腳也出現過多振鈴，這個振鈴可以被有效利用，但它也有可能因為超過柵極引腳的最大額定值並導致故障。

通過下圖 (圖5) zhongdefangdashuchuboxingtu，keyibijiaozhiguandikandaojishengdiangandebianhua，qizhongzhuyaowentidianshichaoguokongzhiqiyinjiaodezuidaedingzhi。xuyaozhuyideshi，zhajiqudongqideyinjiaoshoudaozhenlingdeyingxianghouyekenenghuidaozhidianluwenti，suoyiweilejinliangjianshaozhexiewenti
，bixujiangjishengdianganjiangzhizuidi。zaifangzhenguochengzhongshouxianxuyaozhuyigonglv MOSFET 和輸出電容器選擇低寄生電感的組件，外部功率 MOSFET (IPP052N06L3) 采用 TO-220 和 TO-263 封裝，TO-220 封裝具有一個約 13mm 長的源極引腳
，TO-263 型封裝具有一個約 4mm 長的源極引腳。僅考慮長度
，TO-220 封裝的寄生電感可能比 TO-263 型大 3 倍以上。

weilezuixiaohuashuchudianrongqidediangan
，jianyixuanzebiaomiantiezhuangtaocidianrongqi，erbushidaiyinxianduanzidedianrongqi。ciwaitongguobingliantaocidianrongqi
，kexianzhujiangdidengxiaochuanliandiangan，weilejiangdijishengdiangan，gonglv MOSFET

、二極管和輸出電容應盡可能靠近放置，並用粗短接線連接。

總結

本文通過理想電路仿真，說明了LTC1871自身的 GND 和外部組件 GND 可以達到均衡
，然而在現實中，電路會受各個元件和 PCB 的寄生電感的影響而導致電位擺動，並且從仿真波形圖可以看到這些寄生電感效應會導致電源 IC 發生故障。

文章來源：亞德諾半導體

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