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新的替代方案

單電池汽車和雙電池商用車輛電源總線的電壓變化范圍可從 3.5V 以下至 60V 以上，因?yàn)樗鼈儽┞队诓煌�的瞬態(tài)狀況和配置。由于必需在這種寬輸入電壓范圍內(nèi)獲得良好調(diào)節(jié)的電壓軌，所以需要具有寬輸入電壓和高性能的電源轉(zhuǎn)換 IC。鑒于車載電子產(chǎn)品的增長速度隨著用于防護(hù)、安全、導(dǎo)航、底盤控制和引擎 / 變速器管理的電子控制模塊 (ECM) 而繼續(xù)加快，故而對于可提供高效率、低靜態(tài)電流、高開關(guān)頻率以及非常堅固的保護(hù)功能和可靠性的高電壓電源管理 IC 的需求也將加速攀升。幸運(yùn)的是，IC 設(shè)計已經(jīng)逐漸地滿足了這些苛刻的要求。

凌力爾特的 LT8620 是一個高電壓同步降壓型穩(wěn)壓器系列中的首款產(chǎn)品。其 3.4V 至 65V 的輸入電壓范圍使之非常適合于那些會遭受低電壓瞬變 (例如：冷車發(fā)動或停-啟場合) 和高電壓瞬變 (在拋負(fù)載期間遇到) 的汽車和商用車輛 (單和雙電池) 應(yīng)用。其擁有 2.0A 的連續(xù)輸出電流性能以及在 1V 至略低于 VIN 之電壓范圍內(nèi)提供輸出的能力，因而使其成為許多直接依靠單節(jié)或雙節(jié)電池總線供電運(yùn)行之汽車電源軌的理想選擇。由下面的圖 2 可見，該器件非常緊湊和簡單的解決方案占板設(shè)計免除了增設(shè)任何外部二極管的需要。

圖 2：LT8620 典型汽車 / 商用車輛原理圖 (對于一個 5V、2A 輸出)

其同步整流設(shè)計包括了內(nèi)部上管和下管以提供高達(dá) 94% 的效率。如圖 3 所示，當(dāng)由12V 標(biāo)稱輸入為一個 5V 負(fù)載供電時，即使在采用相對較高的 700kHz 開關(guān)頻率的情況下它也能夠?qū)崿F(xiàn)超過 94% 的效率。同樣，當(dāng)從一個 24V 標(biāo)稱輸入提供 5V 輸出時，該器件可產(chǎn)生高達(dá) 92% 的效率。這種高效運(yùn)作最大限度地減少了功率損耗并免除了增設(shè)散熱器的需要，即使在可用空間極為受限的應(yīng)用中也不例外。在電動汽車和混合動力汽車中，這可以直接轉(zhuǎn)化為汽車在兩次電池充電之間可行駛里程的增加。

圖 3：LT8620 的效率曲線圖 (針對典型汽車 / 商用車輛原理圖)

此外，LT8620 的突發(fā)模式 (Burst Mode®) 操作還可將無負(fù)載靜態(tài)電流減小至只有 2.5μA，從而使其非常適合于那些必須在盡量延長電池壽命的同時保持恒定電壓調(diào)節(jié) (即使在無負(fù)載時也不例外) 的“始終保持接通”應(yīng)用。由于包括防護(hù)、環(huán)境控制、數(shù)據(jù)記錄、安全和定位在內(nèi)的“始終保持接通”系統(tǒng)日益增多，因此這一點(diǎn)特別重要。另外，一種非常低紋波突發(fā)模式操作拓?fù)溥�可把輸出噪聲大幅降低至 10mVPK-PK 以下，從而使其適合于那些對噪聲敏感的應(yīng)用。如果應(yīng)用要求外部同步，則可利用脈沖跳躍頻率方案取代突發(fā)模式功能。

LT8620 的非常低壓差性能也是非常有益的，特別是在那些必須在停-啟或冷車發(fā)動情況下調(diào)節(jié)輸出的應(yīng)用中。如圖 4 所示，即使在輸入電壓降至低于編程輸出電壓 (這里為 5V) 時，一旦輸入超過 2.9V，則輸出始終比輸入電壓低 500mV (在 2A)。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樵S多 ECM 驅(qū)動需要一個或多個微處理器 / 微控制器。雖然這些 ECM 專為采用 5V 標(biāo)稱電壓運(yùn)作而設(shè)計，但它們可在電源電壓低至 3V 的情況下繼續(xù)工作。于是，在冷車發(fā)動情形下，輸入最低可以降至 3.4V，而且微處理器能夠繼續(xù)正常操作，從而可使 ECU 在冷車發(fā)動期間實(shí)現(xiàn)無縫運(yùn)作。

圖 4：LT8620 壓差性能

除此之外，LT8620 的快速最短接通時間僅為 30ns，能夠以 2MHz 恒定工作頻率從 24V 輸入轉(zhuǎn)換至 1.5V 輸出，從而允許設(shè)計師優(yōu)化效率，同時避開關(guān)鍵的噪聲敏感頻段 (例如：AM 無線電)。即使采用一個高于 16V 的輸入電壓，LT8620 也將在輸出低至 1V 的情況下提供一個經(jīng)過極佳調(diào)節(jié)的輸出電壓。由于以較快的開關(guān)頻率運(yùn)作可縮減外部組件的尺寸，因此 LT8620 的 2.2MHz 開關(guān)操作能力可實(shí)現(xiàn)占板面積非常緊湊的解決方案。另外，該器件還運(yùn)用了特殊的設(shè)計方法以最大限度地抑制潛在的 EMI/EMC 問題。

LT8620 在單個芯片上集成了內(nèi)部上管和下管高效率電源開關(guān)以及必要的升壓二極管、振蕩器、控制和邏輯電路。特殊的設(shè)計技術(shù)和新的高速工藝能夠在寬輸入電壓范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效率，而且 LT8620 的電流模式拓?fù)鋵?shí)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(diǎn)包括內(nèi)部補(bǔ)償、電源良好標(biāo)記、穩(wěn)健的短路保護(hù)、輸出軟起動 / 跟蹤和熱保護(hù)。其 24 引腳 3mm x 5mm QFN 封裝或 16 引腳耐熱性能增強(qiáng)型 MSOP 封裝與高開關(guān)頻率相組合，允許使用很小的外部電感器和電容器，從而可構(gòu)成一個占板面積緊湊和熱效率高的解決方案。