支持多種輸入電壓的電源解決方案

由于當今的汽車(chē)包括了自動(dòng)化節油、按需引擎起/停（當車(chē)輛遭遇紅燈或在車(chē)流中短暫停駛時(shí)，汽車(chē)的引擎被關(guān)閉）等功能，因此冷車(chē)發(fā)動(dòng)能力對于汽車(chē)電子而言其重要性有所增加。配備按需起動(dòng)功能的汽車(chē)容易遇到頻繁的欠壓發(fā)動(dòng)過(guò)程。因此，以前在傳統汽車(chē)偶爾的冷車(chē)發(fā)動(dòng)過(guò)程中無(wú)需運行的輔助電氣組件，如今也必須在此類(lèi)瞬變期間運作，以消除其對信息娛樂(lè )、導航、儀表板電子裝置和照明系統的任何干擾。

低EMI且在A(yíng)M頻段無(wú)輻射

LTC3115-1具有一種低噪聲強制PWM模式，兩個(gè)開(kāi)關(guān)引腳在該模式中均工作于恒定頻率（對于任何負載都是如此），因而產(chǎn)生了一種與工作條件無(wú)關(guān)的低噪聲頻譜?？深A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格的汽車(chē)EMI標準。

LTC3115-1支持高達2MHz的開(kāi)關(guān)頻率，這樣基礎開(kāi)關(guān)頻率分量及其所有諧波均可位于A(yíng)M頻段以上，以最大限度地減少對無(wú)線(xiàn)電接收的干擾。當圖2所示的汽車(chē)應用電路在無(wú)負載及具有一個(gè)500mA負載的情況下運作時(shí)，LTC3115-1在A(yíng)M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(kāi)關(guān)頻率

AM BAND：AM頻帶

NO LOAD：無(wú)負載

500mA LOAD：500mA負載

Frequency：頻率

應對多個(gè)電源——未穩壓交流適配器、汽車(chē)輸入、USB、USB-PD和FireWire

為了提高靈活性和提升用戶(hù)體驗，很多便攜式電子設備都設計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，標稱(chēng)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備必須能在低至4V時(shí)工作。此外，在瞬態(tài)情況下，例如當更多設備插入主機或受電插座時(shí)，允許下游USB電源軌降到低至3.67V.

新批準的USB PD （功率傳送）規范允許比USB高的功率傳送，支持高達20V的電源電壓。Firewire端口提供未穩壓電源軌，其電壓在很大的范圍內變化，視供電設備類(lèi)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備最常見(jiàn)的電源。典型的交流適配器只是一個(gè)變壓器，其后跟著(zhù)一個(gè)橋式整流器，從而提供了非有源調節。而該任務(wù)就留給了終端設備，以避免電纜壓降的影響。未穩壓交流適配器設計成以規定的典型輸出電壓提供額定電流。由于輸出電壓是未穩壓，所以輸出電壓是負載電壓的函數，在較輕負載時(shí)大幅提高，在重負載時(shí)會(huì )下降。此外，AC線(xiàn)電壓允許在105V至125V之間變化，從而在未穩壓交流適配器輸出額外增加了10%的變化。一個(gè)12V的未穩壓交流適配器在輕負載時(shí)產(chǎn)生17V或更高的輸出電壓并非不常見(jiàn)。

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（單節或串聯(lián)連接的）、密封鉛酸、3節或更多節串聯(lián)的堿性電池、甚至超級電容器組以適用于備份應用。多個(gè)電源可以通過(guò)肖特基二極管“或”電路組合在一起。

為了實(shí)現更高的效率，通過(guò)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）控制器相結合，以在多個(gè)電源之間實(shí)現自動(dòng)切換。圖7顯示了LTC3115-1怎樣才能與LTC4412HV相結合，以獲得由單節鋰離子電池和未穩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（包括轉換器和電源通路）的總體效率。


圖7：為了實(shí)現高效率，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)軌恢復器及備份

工業(yè)控制和監視系統常常采用24V總線(xiàn)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(lèi)總線(xiàn)會(huì )遭遇大功率開(kāi)關(guān)負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)出現訛誤。在嚴重情況下，總線(xiàn)供電甚至可能短暫中斷。在這類(lèi)情況發(fā)生時(shí)，要求依然保持為關(guān)鍵的軌供電系統供電，以確保對關(guān)鍵功能的控制和監視。

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


圖9：電壓過(guò)低情況下的24V工業(yè)軌恢復器

ALUMINUM ELECTROLYTIC：鋁電解質(zhì)


圖10：LTC3115-1在輸入電壓過(guò)低時(shí)調節輸出軌