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

其同步整流設(shè)計包括內(nèi)部頂端和底端 MOSFET，以提供高達 96% 的效率。圖 3 顯示，當用標稱 12V 的輸出給一個 5V 負載供電時，即使在相對高的 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，因為這類應(yīng)用即使在無負載時也必須保持恒定電壓調(diào)節(jié)，同時最大限度地延長電池壽命。這一點尤其重要，因為包括行車安全、環(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)模式工作拓撲最大限度地降低了輸出噪聲，使其低于 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，輸出也會始終比輸入電壓低 200mV (在 1A)。這很重要，因為電子控制單元 (ECU) 等的驅(qū)動需要一個或多個微處理器 / 微控制器。盡管這些微處理器 / 微控制器設(shè)計為用標稱 5V 的電壓工作，但是它們在電源電壓低至 3V 時，也能連續(xù)工作。在冷車發(fā)動情況下，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 的最短接通時間僅為很短的 50ns，可在 16V 輸入至 1.8V 輸出時，可實現(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，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)計方法和新的高速工藝使得在寬輸入電壓范圍內(nèi)實現(xiàn)了高效率，而且 LT8610 的電流模式拓撲實現(xiàn)了快速瞬態(tài)響應(yīng)和卓越的環(huán)路穩(wěn)定性。其他特點還包括內(nèi)部補償、電源良好標記、堅固的短路保護、輸出軟啟動 / 跟蹤和過熱保護。其16 引線耐熱增強型 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

汽車中非常復雜的電子系統(tǒng)之快速增加使得對電源管理 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)動和負載突降情況，而且必須在這類情況發(fā)生時，能夠自始至終準確地調(diào)節(jié)輸出電壓。此外，有些這類系統(tǒng)會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最大限度地提高效率也變得至關(guān)重要了。幸運的是，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。