汽車電子產(chǎn)品日益增長的需求給電源IC設(shè)計帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)(04-100)

　　凌特的LT3433高壓降壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器是專門為給這種4V冷車發(fā)動環(huán)境提供一種效率更高效、結(jié)構(gòu)更為緊湊的解決方案而開發(fā)的。該轉(zhuǎn)換器尤其適用于12V汽車電池應(yīng)用，能夠在4V冷車發(fā)動至60V負載突降的電池輸入電壓范圍內(nèi)維持輸出電壓的穩(wěn)定。橋式模式操作的門限約為8V，因此轉(zhuǎn)換器將主要工作于降壓模式(冷車發(fā)動狀態(tài)除外)。在降壓操作過程中，該轉(zhuǎn)換器可在高達60V的輸入電壓條件下提供高至350mA的負載電流。當工作于13.8V的標稱輸入電壓條件下時，該LT3433轉(zhuǎn)換器可提供400mA的負載電流和高達82% 的效率。當輸入電壓降至8V以下時，轉(zhuǎn)換器將變換至橋式操作模式以維持輸出電壓的穩(wěn)定。由于LT3433的開關(guān)電流限值是固定的，因此，當工作于橋接模式時，轉(zhuǎn)換器的負載能力下降。于是，當采用一個4V輸入電壓時，該轉(zhuǎn)換器能夠提供高達125mA的負載電流。該LT3433轉(zhuǎn)換器不僅能夠在大范圍的DC輸入電壓條件下工作，而且還能夠在輸入瞬變期間維持嚴格的輸出穩(wěn)壓。當承受一個用于模擬冷車發(fā)動條件，而持續(xù)時間為1ms的13.8V至4V輸入瞬變時，125mA負載電流條件下的輸出穩(wěn)壓波動范圍被維持在1% 以內(nèi)。

　　用于“始終接通”系統(tǒng)的低供電電流

　　隨著新型導(dǎo)航、安全和“始終接通”電源系統(tǒng)在汽車中的應(yīng)用和普及，對電池的需求日益增加(即使在點火裝置關(guān)閉的情況下也不例外)?？偟恼f起來，用于維持“始終接通”處理器電壓所需的數(shù)百毫安供電電流有可能在幾周之內(nèi)便將電池電量耗盡。例如，在經(jīng)歷了一次漫長的商務(wù)旅行之后，高檔豪華型汽車的引擎有可能無法發(fā)動。為了在不顯著增加電子系統(tǒng)的外形尺寸和復(fù)雜性的情況下延長電池的使用壽命，必需大幅度地減小靜態(tài)電流。直到最近，對于DC/DC轉(zhuǎn)換器而言，高輸入電壓能力和低靜態(tài)電流這兩項要求還是互斥參數(shù)。如果車用高電壓降壓型轉(zhuǎn)換器需要2~10mA的供電電流，當采用了多個這樣的轉(zhuǎn)換器以及諸如ABS剎車等強制“始終接通”的系統(tǒng)時，再加上來自電動車窗以及眾多其它“始終接通”系統(tǒng)的漏電流，則將會導(dǎo)致電池儲能的實質(zhì)性耗盡。

　　為了更好地應(yīng)對這些要求，多家汽車制造商為每個“始終接通”DC/DC轉(zhuǎn)換器制定了一個100mA的低靜態(tài)電流目標。直到最近，系統(tǒng)制造商仍然需要將一個低靜態(tài)電流LDO與一個降壓型轉(zhuǎn)換器并聯(lián)，并且每當車輛停駛時都將從該轉(zhuǎn)換器切換至一個電流低得多的LDO。這樣形成的解決方案不僅成本昂貴、體積龐大，而且效率較低。凌特推出的60V、＜100mA降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器系列為“始終接通”問題提供了一種外形結(jié)構(gòu)和效率均有大幅度改善的解決方案。

　　LT3434是一款高壓、突發(fā)模式(Burst Mode)操作、降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器，可將靜態(tài)電流維持在100mA以下。其典型應(yīng)用示于圖1，最終的供電電流和效率曲線分別示于圖2和圖3。LT3434可在3.3V至60V的VIN范圍內(nèi)工作，從而使其成為大多數(shù)汽車應(yīng)用中常見的負載突降和冷車發(fā)動條件的理想選擇。其3A內(nèi)部開關(guān)能夠在低至1.25V的電壓條件下提供高達2.5A的連續(xù)輸出電流。它所具有的超低靜態(tài)電流使其成為諸如汽車系統(tǒng)等采用“始終接通”系統(tǒng)并要求延長電池使用壽命的應(yīng)用之理想選擇。LT3434因其采用了散熱增強型TSSOP封裝和200kHz開關(guān)頻率而保持了較小的外部電感器和電容器尺寸，從而提供了一種占位面積緊湊狹小且散熱效率很高的解決方案。