新型汽車(chē)設計需要具超低 Iq 的高壓同步降壓型轉換器

其同步整流設計包括內部頂端和底端 MOSFET，以提供高達 96% 的效率。圖 3 顯示，當用標稱(chēng) 12V 的輸出給一個(gè) 5V 負載供電時(shí)，即使在相對高的 800kHz 開(kāi)關(guān)頻率情況下，該器件也可以提供超過(guò) 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用中，也無(wú)需散熱器。在電動(dòng)型汽車(chē)和混合型汽車(chē)中，這可以直接轉化為一次充電行駛距離的延長(cháng)。

圖 3：LT8610 典型汽車(chē)應用原理圖的效率曲線(xiàn)

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(wú)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用，因為這類(lèi)應用即使在無(wú)負載時(shí)也必須保持恒定電壓調節，同時(shí)最大限度地延長(cháng)電池壽命。這一點(diǎn)尤其重要，因為包括行車(chē)安全、環(huán)境控制、數據記錄、車(chē)輛安全和定位在內的始終保持接通系統在日益增多。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用。如果應用需要外部同步，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，尤其是在必須調節輸出以順利通過(guò)停-啟或冷車(chē)發(fā)動(dòng)情況的應用中。圖 4 顯示，即使輸入電壓降至低于設定的輸出電壓 (在本圖情況下為 5V)，一旦輸入超過(guò) 2.9V，輸出也會(huì )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 / 微控制器設計為用標稱(chēng) 5V 的電壓工作，但是它們在電源電壓低至 3V 時(shí)，也能連續工作。在冷車(chē)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工作，從而使 ECU 能在冷車(chē)發(fā)動(dòng)情況下無(wú)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 2MHz 恒定頻率工作，從而優(yōu)化了效率，并避開(kāi)了關(guān)鍵噪聲敏感頻段，例如 AM 無(wú)線(xiàn)電頻段。即使在電壓高于 16V (和低于 42V) 時(shí)，LT8610 也能提供良好穩定的輸出電壓。由于以更快的開(kāi)關(guān)頻率工作可減小外部組件的尺寸，所以 LT8610 的 2.2MHz 開(kāi)關(guān)能力允許構成占板面積緊湊的解決方案。

LT8610 在內部采用了頂端和底端高效率電源開(kāi)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。特殊設計方法和新的高速工藝使得在寬輸入電壓范圍內實(shí)現了高效率，而且 LT8610 的電流模式拓撲實(shí)現了快速瞬態(tài)響應和卓越的環(huán)路穩定性。其他特點(diǎn)還包括內部補償、電源良好標記、堅固的短路保護、輸出軟啟動(dòng) / 跟蹤和過(guò)熱保護。其16 引線(xiàn)耐熱增強型 MSOP 封裝與高開(kāi)關(guān)頻率相結合，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。

結論

汽車(chē)中非常復雜的電子系統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(chē)電源總線(xiàn)上工作部位的不同而不同，電源可能遇到停/啟、冷車(chē)發(fā)動(dòng)和負載突降情況，而且必須在這類(lèi)情況發(fā)生時(shí)，能夠自始至終準確地調節輸出電壓。此外，有些這類(lèi)系統會(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(zhù)越來(lái)越多的電子系統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。幸運的是，滿(mǎn)足這些要求的 IC 已經(jīng)上市，從而為汽車(chē)未來(lái)增加更多電子系統鋪平了道路。