鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年12月31日
嚴酷的汽車環境要求高性能電源轉換
汽車和重型設備環境對任何類型的電子產品而言都是非常嚴酷的。寬工作電壓要求結合大的電壓瞬態和寬溫度變化范圍,這些因素合起來使電子系統處于非常艱難的工作環境。使考慮因素更加復雜的是,電子系統中的電壓軌數量也在增加。例如,一個典型的導航系統可能有6個或更多不同的電源,包括8.5V、5V、3.3V、2.5V、1.8V和1.5V。同時,隨著組件數量的增加,可用空間也在不斷縮小。因此,由于空間限制和高溫條件,高效率轉換以最大限度地降低功耗變得更重要了。
結果,一個用于汽車和卡車的良好開關穩壓器需要規定在4V至60V的寬輸入電壓范圍內工作。60V的額定值為通常箝位在36V至40V范圍的12V系統提供了良好的裕度。此外,在卡車和重型設備中能見到的雙電池應用中,由于其24V標稱電池電壓,甚至需要更高的工作電壓。這類應用大多數箝位到58V最高工作電壓,因此60V額定值通常足夠了。汽車和卡車上需要過壓箝位,以限定發動機啟動器的電感性回掃電壓所引起的瞬態電壓最大值。
有很多汽車和卡車系統即使車輛發動機未運行時也需要連續供電,例如遙控車門開啟系統和報警系統。就這類始終保持接通的系統而言,擁有一個具低靜態電流的DC/DC轉換器是非常重要,因為在處于休眠模式時可最大限度地延長電池運行時間。在這類環境中,穩壓器以通常的連續開關模式運行,直至輸出電流降至低于預先設定的30mA至50mA左右的門限為止。低于這個值以后,開關穩壓器必須進入突發模式(BurstMode?)工作,以將靜態電流降低到數十uA范圍之內,從而降低從電池吸取的功率,以延長電池運行時間。
由于60V輸入的DC/DC轉換器供貨不足,因此有些設計師轉而求助于基于變壓器的拓撲或外部高壓側驅動器,以在電壓高達60V時工作。其它一些設計師則采用需要額外電源級的中間總線轉換器。這兩類替代性解決方案都提高了設計復雜性,而且在大多數情況下,降低了總體效率。不過,凌力爾特公司提供了LTC3890。這是一個日益擴大的60V輸入降壓型開關穩壓控制器系列的最新器件,該系列解決了上述汽車和卡車應用中遇到的很多關鍵問題。圖1顯示了LTC3890將9V至60V輸入轉換成3.5V/5A和8.5V/3A輸出應用中的工作原理圖。
圖1:LTC3890將9V至60V輸入轉換成8.5V/3A和3.3V/5A輸出
LTC3890/-1是一個高壓雙輸出同步降壓型DC/DC控制器,在一路輸出運行時僅消耗50uA電流,而在兩路輸出都啟動時,則消耗60uA。當兩個輸出都關斷時,LTC3890/-1僅消耗14uA電流。其4V至60V的輸入電源范圍用來保護該器件免受高壓瞬態影響,并在汽車、重型設備和卡車冷車發動以及涵蓋多種輸入電源和電池化學組成時連續工作。在輸出電流高達20A時,每路輸出都可以在0.8V至24V的范圍內設定,而且效率高達98%,從而使該器件非常適用于12V或24V汽車、卡車、重型設備以及工業控制應用。
LTC3890/-1以50kHz至900kHz的可選固定頻率工作,并可用其鎖相環(PLL)同步至75kHz至850kHz的外部時鐘。在輕負載時,用戶可以選擇連續工作、脈沖跳躍和低紋波突發模式工作。LTC3890的兩相工作降低了輸入濾波和電容要求。其電流模式架構提供方便的環路補償、快速瞬態響應和卓越的電壓調節。通過測量輸出電感器(DCR)兩端的壓降完成輸出電流檢測,以實現最高效率,或者也可以用可選檢測電阻器完成輸出電流檢測。電流折返在過載情況下限制MOSFET產生的熱量。這些特點結合僅為95ns的最短接通時間,使該控制器成為高降壓比應用的理想選擇。
該器件有兩種版本:LTC3890是全功能器件,其功能包括時鐘輸出、時鐘相位調制、兩個單獨的電源良好輸出、以及可調電流限制。LTC3890-1沒有這些額外的功能,采用28引腳SSOP封裝。LTC3890采用32引線5mmx5mmQFN封裝。










