新型汽車設(shè)計(jì)需要具超低 Iq 的高壓同步降壓型轉(zhuǎn)換器

其同步整流設(shè)計(jì)包括內(nèi)部頂端和底端 MOSFET，以提供高達(dá) 96% 的效率。圖 3 顯示，當(dāng)用標(biāo)稱 12V 的輸出給一個(gè) 5V 負(fù)載供電時(shí)，即使在相對(duì)高的 800kHz 開關(guān)頻率情況下，該器件也可以提供超過 95% 的效率。這種高效率工作最大限度地減少浪費(fèi)的功率，而且即使在空間最受限的應(yīng)用中，也無需散熱器。在電動(dòng)型汽車和混合型汽車中，這可以直接轉(zhuǎn)化為一次充電行駛距離的延長。

圖 3：LT8610 典型汽車應(yīng)用原理圖的效率曲線

EFFICIENCY：效率

LOAD CURRENT：負(fù)載電流

12VIN to 5VOUT Efficiency：12VIN 至 5VOUT 的效率

此外，LT8610 的突發(fā)模式 (Burst Mode®) 工作將無負(fù)載靜態(tài)電流降至僅為 2.5uA，從而使該器件非常適用于始終保持接通的應(yīng)用，因?yàn)檫@類應(yīng)用即使在無負(fù)載時(shí)也必須保持恒定電壓調(diào)節(jié)，同時(shí)最大限度地延長電池壽命。這一點(diǎn)尤其重要，因?yàn)榘ㄐ熊嚢踩h(huán)境控制、數(shù)據(jù)記錄、車輛安全和定位在內(nèi)的始終保持接通系統(tǒng)在日益增多。此外，紋波非常低的突發(fā)模式工作拓?fù)渥畲笙薅鹊亟档土溯敵鲈肼暎蛊涞陀?10mVPK-PK，從而使該器件適用于噪聲敏感型應(yīng)用。如果應(yīng)用需要外部同步，那么可以用脈沖跳躍頻率模式代替突發(fā)模式。

LT8610 非常低的壓差性能也非常有益，尤其是在必須調(diào)節(jié)輸出以順利通過停-啟或冷車發(fā)動(dòng)情況的應(yīng)用中。圖 4 顯示，即使輸入電壓降至低于設(shè)定的輸出電壓 (在本圖情況下為 5V)，一旦輸入超過 2.9V，輸出也會(huì)始終比輸入電壓低 200mV (在 1A)。這很重要，因?yàn)殡娮涌刂茊卧?(ECU) 等的驅(qū)動(dòng)需要一個(gè)或多個(gè)微處理器 / 微控制器。盡管這些微處理器 / 微控制器設(shè)計(jì)為用標(biāo)稱 5V 的電壓工作，但是它們?cè)陔娫措妷旱椭?3V 時(shí)，也能連續(xù)工作。在冷車發(fā)動(dòng)情況下，輸入可能降至 3.2V，因此這些微處理器能繼續(xù)工作，從而使 ECU 能在冷車發(fā)動(dòng)情況下無縫工作。

圖 4：LT8610 的壓差性能

20V/DIV：每格 20V

此外，LT8610 的最短接通時(shí)間僅為很短的 50ns，可在 16V 輸入至 1.8V 輸出時(shí)，可實(shí)現(xiàn) 2MHz 恒定頻率工作，從而優(yōu)化了效率，并避開了關(guān)鍵噪聲敏感頻段，例如 AM 無線電頻段。即使在電壓高于 16V (和低于 42V) 時(shí)，LT8610 也能提供良好穩(wěn)定的輸出電壓。由于以更快的開關(guān)頻率工作可減小外部組件的尺寸，所以 LT8610 的 2.2MHz 開關(guān)能力允許構(gòu)成占板面積緊湊的解決方案。

LT8610 在內(nèi)部采用了頂端和底端高效率電源開關(guān)，在單芯片中集成了必要的升壓二極管、振蕩器、控制和邏輯電路。特殊設(shè)計(jì)方法和新的高速工藝使得在寬輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高效率，而且 LT8610 的電流模式拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)了快速瞬態(tài)響應(yīng)和卓越的環(huán)路穩(wěn)定性。其他特點(diǎn)還包括內(nèi)部補(bǔ)償、電源良好標(biāo)記、堅(jiān)固的短路保護(hù)、輸出軟啟動(dòng) / 跟蹤和過熱保護(hù)。其16 引線耐熱增強(qiáng)型 MSOP 封裝與高開關(guān)頻率相結(jié)合，允許使用小型外部電感器和電容器，從而提供了占板面積非常緊湊和熱效率很高的解決方案。

結(jié)論

汽車中非常復(fù)雜的電子系統(tǒng)之快速增加使得對(duì)電源管理 IC 的性能要求更高了。視電源在汽車電源總線上工作部位的不同而不同，電源可能遇到停/啟、冷車發(fā)動(dòng)和負(fù)載突降情況，而且必須在這類情況發(fā)生時(shí)，能夠自始至終準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)輸出電壓。此外，有些這類系統(tǒng)會(huì)以始終保持接通的備用模式工作，需要最小的電源電流。隨著越來越多的電子系統(tǒng)添加到日益縮小的空間中，最大限度地減小解決方案占板面積同時(shí)最大限度地提高效率也變得至關(guān)重要了。幸運(yùn)的是，滿足這些要求的 IC 已經(jīng)上市，從而為汽車未來增加更多電子系統(tǒng)鋪平了道路。