48V/12V 汽車雙向同步降壓或升壓型DC/DC 控制器增加了可用功率

　　凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 推出100V/30V 雙向兩相同步降壓或升壓型控制器 LTC3871，該器件非常適合 48V/12V 汽車雙電池系統(tǒng)。由于對(duì)更多車載電氣設(shè)備的需求不斷增長(zhǎng)，因此目前的 12V 汽車系統(tǒng)逐漸達(dá)到其 3kW 的功率極限。新近提出的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn) LV148 把一根輔助的 48V 總線與現(xiàn)有的 12V 系統(tǒng)組合起來(lái)。48V 電源軌包括一個(gè)帶式起動(dòng)發(fā)電機(jī) (BSG) 或一個(gè)集成式起動(dòng)發(fā)電機(jī) (ISG)、一個(gè) 48V 鋰離子電池和一個(gè)用于從 48V 和 12V 組合式電池提供高達(dá) 10kW 可用電能的雙向 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。此項(xiàng)技術(shù)面向傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車、以及混合動(dòng)力電動(dòng)車和輕度混合動(dòng)力車，因?yàn)槠囍圃焐探吡Φ貪M足要求日益嚴(yán)苛的 CO2 排放目標(biāo)。

　　凌力爾特公司電源管理產(chǎn)品的副總裁 Don Paulus 表示：“以 48V 運(yùn)行車輛的部分電子系統(tǒng)將在提高可用功率上發(fā)揮核心作用，同時(shí)還可減少線束重量和損耗。這種額外的能量為采用新技術(shù)鋪平了道路，從而可使汽車的安全性和效率得以提升，并且未犧牲性能。”

　　LTC3871 在 12V 和 48V 電路板網(wǎng)絡(luò)之間提供了雙向 DC/DC 控制和電池充電。它可工作在降壓模式 (從 48V 總線至 12V 總線) 或升壓模式 (從 12V 至 48V)。任一模式可利用一個(gè)施加的控制信號(hào)按需配置?？梢詫?duì)多達(dá) 12 個(gè)相位實(shí)施并聯(lián)和異相定時(shí)，以最大限度地減少針對(duì)高電流應(yīng)用 (高達(dá) 250A) 的輸入和輸出濾波要求。當(dāng)并聯(lián)時(shí)，該器件的高級(jí)電流模式控制架構(gòu)在相位之間提供了極佳的電流匹配。對(duì)于 12 相設(shè)計(jì)，可在降壓模式或升壓模式中提供高達(dá) 3kW 的功率。

　　當(dāng)起動(dòng)汽車或需要額外的功率時(shí)，LTC3871 通過(guò)把能量從一個(gè)電路板網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換至另一個(gè)電路板網(wǎng)絡(luò)而允許兩個(gè)電池同時(shí)提供電能。通常，12V 總線將繼續(xù)為點(diǎn)火、照明、信息娛樂(lè)和音頻系統(tǒng)供電。48V 總線則向主動(dòng)底盤系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向、空調(diào)壓縮機(jī)、電子超級(jí)電容器 / 渦輪增壓機(jī)供電并支持再生制動(dòng)?？蓪?shí)現(xiàn)高達(dá) 97% 的效率，而且片內(nèi)電流設(shè)置環(huán)路負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)可在任一方向上輸送至負(fù)載的最大電流。4 個(gè)控制環(huán)路 (2 個(gè)用于電流，2 個(gè)用于電壓) 可在 48V 或 12V 電路板網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)電壓和電流控制。

　　LTC3871 工作在一個(gè)介于 60kHz 和 460kHz 之間的可選固定頻率，并能同步至一個(gè)頻率位于相同范圍的外部時(shí)鐘。在輕負(fù)載時(shí)，用戶可以選擇執(zhí)行連續(xù)操作或脈沖跳躍操作。該器件的其他特點(diǎn)包括過(guò)載和短路保護(hù)、針對(duì)降壓和升壓的獨(dú)立環(huán)路補(bǔ)償、用于提高效率的 EXTVCC、整個(gè)溫度范圍內(nèi)的 ±1% 電壓調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度、以及欠壓和過(guò)壓閉鎖功能。LTC3871 已被驗(yàn)證符合 AEC-Q100 規(guī)范，并依照 ISO 26262 標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)時(shí)充分地考慮了本質(zhì)安全性。

　　LTC3871 采用耐熱性能增強(qiáng)型 48 引線 LQFP 封裝。有三種溫度級(jí)版本，擴(kuò)展和工業(yè)溫度級(jí)版本在 –40°C 至 125°C 溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，高溫汽車級(jí)版本則工作在 –40°C 至 150°C 溫度范圍。