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利用低紋波突發(fā)模式操作和極小的靜態(tài)電流來節(jié)省電池電量

LT8610A 和 LT8610AB 專為最大限度地降低整個負(fù)載范圍內(nèi)的輸出電壓紋波設(shè)計。在輕負(fù)載時，它們通過降低其工作頻率和進入突發(fā)模式 (Burst Mode®) 操作來保持效率。即使在非常低的負(fù)載條件下亦能維持快速瞬態(tài)響應(yīng)。此項特性與 2.5μA 的非常低靜態(tài)電流相組合，這意味著：即便在負(fù)載僅為幾個 μA 的情況下，LT8610A 和 LT8610AB 的效率也要高于靜態(tài)電流為零的線性穩(wěn)壓器。對于那些必須避免低頻運作的系統(tǒng)，可以通過給 SYNC 引腳施加一個邏輯高電平信號或時鐘信號來關(guān)斷突發(fā)模式操作。

LT8610A 和 LT8610AB之間的差異是，后者在輕負(fù)載時具有較高的效率。對于給定的負(fù)載，這是通過采用一個增加的突發(fā)模式電流限值 (因而允許在每個開關(guān)周期中輸送更多的能量) 和降低開關(guān)頻率實現(xiàn)的。由于接通和關(guān)斷 MOSFET 需要固定的能量值，因此降低開關(guān)頻率可減少柵極電荷損失并提高效率。

圖 4 示出了 LT8610A 和 LT8610AB 的效率差異。當(dāng)負(fù)載介于 1mA 和 100mA 之間時，相比于 LT8610A，LT8610AB 可將效率提高 10% 以上。突發(fā)模式電流限值的增大意味著每個開關(guān)周期中提供的能量更多，而作為折衷，需要采用更大的輸出電容以保持低的輸出電壓紋波。圖 5 比較了 LT8610A 和 LT8610AB 的“輸出紋波與輸出電容的函數(shù)關(guān)系”(針對兩種電感值和 10mA 負(fù)載)。

圖 4：與 LT8610A 相比，LT8610AB 突發(fā)模式電流限值的增大使得輕負(fù)載時的效率大幅提升。

圖 5：針對兩種電感值和 10mA 負(fù)載，輸出電壓紋波與 1210 規(guī)格 47μF 輸出電容器數(shù)目之間的關(guān)系。(a) 圖 2 中 475kHz 應(yīng)用的紋波。(b) 圖 6 中 2MHz 應(yīng)用的紋波。

除了電流限值之外，電感器的選擇也會影響突發(fā)模式操作中的效率和開關(guān)頻率。這是因為對于一個固定的電流限值而言，較大的電感值所存儲的能量要多于較小的電感值。如果首要考慮的是在輕負(fù)載時實現(xiàn)高效率，則可將電感值增至大于產(chǎn)品手冊中推薦的起始值。

提高工作頻率以實現(xiàn)更小的解決方案

對于大多數(shù)汽車系統(tǒng)而言，9V 至 16V 是典型的輸入電壓，于是應(yīng)用電路通常針對該范圍進行優(yōu)化。圖 2 中的 475kHz 應(yīng)用電路在 3.5V 至 42V 的整個輸入范圍內(nèi)工作于設(shè)計頻率。然而，如果我們把正常工作電壓限制為 16V (42V 瞬態(tài))，則可提高工作頻率，并隨之減小電感器的數(shù)值和尺寸。針對 45ns 的最壞情況最小導(dǎo)通時間，可將 LT8610A 和 LT8610AB 的工作頻率設(shè)置為 2MHz，如圖 6 所示。

圖 6：與圖 2 中的 12V 至 1.5V 應(yīng)用相似，但 LT8610A 和 LT8610AB 的工作頻率增加至 2MHz，以減小電感器的數(shù)值和尺寸。

請注意：當(dāng)輸入電壓變至高于 16V 時，雖然開關(guān)頻率減小，但輸出仍然處于調(diào)節(jié)狀態(tài)以維持安全的運作。除了將 RT 電阻器阻值改為 18.2kΩ 并減小電感器的數(shù)值和尺寸以節(jié)省空間之外，2MHz 解決方案與圖 2 中的電路是相同的。圖 7 示出了針對兩種電感器選擇的“效率與負(fù)載的關(guān)系”。