支持多種輸入電壓的電源解決方案

由于當(dāng)今的汽車包括了自動(dòng)化節(jié)油、按需引擎起/停（當(dāng)車輛遭遇紅燈或在車流中短暫停駛時(shí)，汽車的引擎被關(guān)閉）等功能，因此冷車發(fā)動(dòng)能力對(duì)于汽車電子而言其重要性有所增加。配備按需起動(dòng)功能的汽車容易遇到頻繁的欠壓發(fā)動(dòng)過程。因此，以前在傳統(tǒng)汽車偶爾的冷車發(fā)動(dòng)過程中無需運(yùn)行的輔助電氣組件，如今也必須在此類瞬變期間運(yùn)作，以消除其對(duì)信息娛樂、導(dǎo)航、儀表板電子裝置和照明系統(tǒng)的任何干擾。

低EMI且在AM頻段無輻射

LTC3115-1具有一種低噪聲強(qiáng)制PWM模式，兩個(gè)開關(guān)引腳在該模式中均工作于恒定頻率（對(duì)于任何負(fù)載都是如此），因而產(chǎn)生了一種與工作條件無關(guān)的低噪聲頻譜。可預(yù)知的頻譜和極少的次諧波輻射可幫助降低干擾并有助于符合嚴(yán)格的汽車EMI標(biāo)準(zhǔn)。

LTC3115-1支持高達(dá)2MHz的開關(guān)頻率，這樣基礎(chǔ)開關(guān)頻率分量及其所有諧波均可位于AM頻段以上，以最大限度地減少對(duì)無線電接收的干擾。當(dāng)圖2所示的汽車應(yīng)用電路在無負(fù)載及具有一個(gè)500mA負(fù)載的情況下運(yùn)作時(shí)，LTC3115-1在AM頻段上的頻譜輻射示于圖6.


圖6：固定頻率低噪聲PWM可最大限度地減少AM頻段上的輻射

SW AMPLITUDE：SW幅度

2MHz FUNDAMENTAL：2MHz基本開關(guān)頻率

AM BAND：AM頻帶

NO LOAD：無負(fù)載

500mA LOAD：500mA負(fù)載

Frequency：頻率

應(yīng)對(duì)多個(gè)電源——未穩(wěn)壓交流適配器、汽車輸入、USB、USB-PD和FireWire

為了提高靈活性和提升用戶體驗(yàn)，很多便攜式電子設(shè)備都設(shè)計(jì)成可配合不同的電源工作。這些電源之間的電壓可能相差很大，尤其是考慮到連接器和電纜壓降時(shí)。

在USB 3.0情況下，標(biāo)稱供電電壓為5V±5%，但是考慮到可允許的電纜和連接器壓降時(shí)，完全符合要求的受電設(shè)備必須能在低至4V時(shí)工作。此外，在瞬態(tài)情況下，例如當(dāng)更多設(shè)備插入主機(jī)或受電插座時(shí)，允許下游USB電源軌降到低至3.67V.

新批準(zhǔn)的USB PD （功率傳送）規(guī)范允許比USB高的功率傳送，支持高達(dá)20V的電源電壓。Firewire端口提供未穩(wěn)壓電源軌，其電壓在很大的范圍內(nèi)變化，視供電設(shè)備類別的不同而不同，一般在9V至26V之間。

普及的交流適配器也許仍然是便攜式設(shè)備最常見的電源。典型的交流適配器只是一個(gè)變壓器，其后跟著一個(gè)橋式整流器，從而提供了非有源調(diào)節(jié)。而該任務(wù)就留給了終端設(shè)備，以避免電纜壓降的影響。未穩(wěn)壓交流適配器設(shè)計(jì)成以規(guī)定的典型輸出電壓提供額定電流。由于輸出電壓是未穩(wěn)壓，所以輸出電壓是負(fù)載電壓的函數(shù)，在較輕負(fù)載時(shí)大幅提高，在重負(fù)載時(shí)會(huì)下降。此外，AC線電壓允許在105V至125V之間變化，從而在未穩(wěn)壓交流適配器輸出額外增加了10%的變化。一個(gè)12V的未穩(wěn)壓交流適配器在輕負(fù)載時(shí)產(chǎn)生17V或更高的輸出電壓并非不常見。

LTC3115-1可直接用所有這些便攜式電源以及各種化學(xué)組成的電池工作，電池包括鋰（單節(jié)或串聯(lián)連接的）、密封鉛酸、3節(jié)或更多節(jié)串聯(lián)的堿性電池、甚至超級(jí)電容器組以適用于備份應(yīng)用。多個(gè)電源可以通過肖特基二極管“或”電路組合在一起。

為了實(shí)現(xiàn)更高的效率，通過用低壓差P溝道功率MOSFET取代肖特基二極管，LTC3115-1可與理想二極管電源通路（PowerPath）控制器相結(jié)合，以在多個(gè)電源之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。圖7顯示了LTC3115-1怎樣才能與LTC4412HV相結(jié)合，以獲得由單節(jié)鋰離子電池和未穩(wěn)壓交流適配器提供的雙輸入5V電源。在圖7情況下，較低電壓的鋰離子電池輸入端采用了一個(gè)串聯(lián)PMOS，同時(shí)較高電壓輸入端采用了廉價(jià)的肖特基二極管，在這里，肖特基二極管的壓降微不足道。圖8就每一個(gè)電源輸入，給出了這個(gè)電源（包括轉(zhuǎn)換器和電源通路）的總體效率。


圖7：為了實(shí)現(xiàn)高效率，這個(gè)雙輸入5V電源在電池通路中采用LTC4412低損耗電源通路（PowerPath）控制器和P溝道MOSFET取代了肖特基二極管。廉價(jià)肖特基二極管用在較高電壓輸入端，在這里，肖特基二極管的壓降微不足道。

UNREGULATED WALL ADAPTER：未穩(wěn)壓交流適配器

8V TO 28V：8V至28V

LITHIUM CELL：鋰離子電池


圖8：電源通路和LTC3115-1的總體效率

EFFICIENCY：效率

24V工業(yè)軌恢復(fù)器及備份

工業(yè)控制和監(jiān)視系統(tǒng)常常采用24V總線為DIN方式連接的儀器供電，例如可編程邏輯控制器、起動(dòng)器和傳感器。由于這類總線會(huì)遭遇大功率開關(guān)負(fù)載和可能的故障情況，所以可能在瞬態(tài)以及短暫欠壓瞬態(tài)時(shí)出現(xiàn)訛誤。在嚴(yán)重情況下，總線供電甚至可能短暫中斷。在這類情況發(fā)生時(shí)，要求依然保持為關(guān)鍵的軌供電系統(tǒng)供電，以確保對(duì)關(guān)鍵功能的控制和監(jiān)視。

此外，在總線出現(xiàn)故障后，很多設(shè)備必須保持工作一段時(shí)間以啟動(dòng)受控的停機(jī)。圖9所示LTC3115-1應(yīng)用是一個(gè)24V軌恢復(fù)器應(yīng)用，可從帶噪的輸入電源軌提供一個(gè)干凈和良好穩(wěn)定的24V輸出軌，該輸出軌在穩(wěn)定目標(biāo)上下波動(dòng)。另外，從圖10所示的波形中看出，在總線電源短暫中斷時(shí)，這個(gè)電源能保持穩(wěn)定的24V輸出。


圖9：電壓過低情況下的24V工業(yè)軌恢復(fù)器

ALUMINUM ELECTROLYTIC：鋁電解質(zhì)


圖10：LTC3115-1在輸入電壓過低時(shí)調(diào)節(jié)輸出軌