汽車存在空間受限和遭受嚴酷環(huán)境的狀況,因此需要可靠而緊湊的電源供日益復雜的電子系統(tǒng)使用。LT8603 緊湊型穩(wěn)壓器是一款堅固型解決方案,將兩個高電壓 2.5A 和 1.5A 降壓穩(wěn)壓器、一個低電壓 1.8A 降壓穩(wěn)壓器和一個升壓型控制器整合在一個緊湊的 6 mm x 6 mm QFN 封裝中。例如,在以下解決方案中使用時,升壓型控制器可簡化寬輸入、多輸出電源的設計:
可耐受冷車發(fā)動并具三個穩(wěn)定輸出的電源
四個穩(wěn)定的輸出(第四個電源軌作為 SEPIC)
依靠一個降壓穩(wěn)壓器供電的升壓型控制器
可耐受冷車發(fā)動并具三個穩(wěn)定輸出的電源
在汽車應用中,需要依靠穩(wěn)定的 5 V、3.3 V 和低于 2 V 的電源軌為各種各樣的模擬和數字 IC 供電,這些 IC 可能需要不同電源軌,用于內容、處理器 I/O 和內核。這些電源軌是采用 12V 標稱汽車電池電壓 VBAT(其通常在 8 V 至 16 V 的范圍內)產生的。高效率降壓型穩(wěn)壓器能夠滿足大多數場合的需要,但是在冷車發(fā)動期間 VBAT會降至 2 V 并持續(xù)幾十毫秒,如果直接從 VBAT供電,則此時單純依靠降壓型穩(wěn)壓器將喪失穩(wěn)壓狀態(tài)。
LT8603 升壓型控制器可在低至 2 V 的電壓下工作,從而使其非常適合用作為降壓穩(wěn)壓器供電的前置穩(wěn)壓器。VBAT降至 8.5 V 以下時,升壓型控制器輸出 (OUT4) 被調節(jié)至 8 V。兩個高電壓降壓穩(wěn)壓器能夠安然度過冷車發(fā)動過程,并提供恒定的 5 V 和 3.3 V 輸出。一旦 VBAT從冷車發(fā)動恢復至 8 V 以上,升壓型控制器只是簡單地擁有穿通二極管的作用。高電壓降壓穩(wěn)壓器能夠處理高達 42 V 的 VBAT。
四個穩(wěn)定的輸出(第四個電源軌作為 SEPIC)
VBAT可以長時間處于高電平,例如:在雙電池助推啟動期間或在 24V 系統(tǒng)中。這對圖 1 中的升壓穩(wěn)壓器沒有影響,當 VBAT高于 8 V 時,VBAT通過,但是兩個高電壓降壓穩(wěn)壓器的電流輸出能力在較高 VBAT條件下通常受到熱限制,這是由于開關損耗增加所致,特別是在汽車應用中常用的 2 MHz 開關頻率下。
溫升可通過降低開關頻率或減低降壓穩(wěn)壓器的工作電壓予以控制。在圖 2 中,第四個通道被設置為 SEPIC,為高電壓降壓穩(wěn)壓器供電,該通道的輸出被調節(jié)在 12 V,這是最適合降壓穩(wěn)壓器的效率的。通過以最佳效率運行降壓穩(wěn)壓器,可使溫升處于良好的受控狀態(tài)。圖 2 示出了一種產生四個準確穩(wěn)壓輸出的簡易方法。在輕負載條件下,該電路可在輸入低至 2 V 時保持穩(wěn)壓作用。
圖 2. 專為實現高效率而優(yōu)化并由一個 SEPIC 供電的高電壓降壓穩(wěn)壓器。
依靠其中一個降壓穩(wěn)壓器供電的升壓型控制器
有些汽車應用需要一個穩(wěn)定的高電壓(比如 54 V)。產生該穩(wěn)定高電壓軌的一種方法是采用其中一個高電壓降壓穩(wěn)壓器的輸出來驅動升壓穩(wěn)壓器,如圖 3 所示。只要 VBAT高于高電壓降壓穩(wěn)壓器的最小輸入電壓,那么所有四個輸出都是穩(wěn)定的。降壓穩(wěn)壓器限制了升壓轉換器的最大電流,因而可保護升壓轉換器免受短路的損壞,并提供逐周期電流限制功能。
圖 3. 升壓轉換器的四個穩(wěn)定輸出從通道 3 降壓穩(wěn)壓器供電。
利用充電泵提供的額外穩(wěn)定電壓
可以給 SEPIC 電路增設一個充電泵電路,以提供另一個穩(wěn)定的輸出。同樣,也可以補充一個負輸出充電泵以產生一個負電源軌。
EMI 性能
LT8603 采用了一個兩相時鐘。通道 1 和通道 2 異相 180°運行,因而減小了降壓穩(wěn)壓器的峰值輸入電流,并有助降低 EMI。電子組件的高密度需要謹慎地平衡熱性能和 EMI 性能。LT8603 演示電路 DC2114A 舉例說明了一款專為實現低 EMI 而優(yōu)化、并通過了 CISPR 25 5 類峰值限制要求的布局。輸入為 14 V,每個輸出中具有一個 1 A 負載。
結論
LT8603 通過將三個降壓穩(wěn)壓器和一個升壓型控制器集成在小巧的 6 mm x 6 mm QFN 封裝中提供了通用和緊湊的電源解決方案。每個降壓穩(wěn)壓器具有內部電源開關、逐周期電流限制和跟蹤/軟啟動控制功能。其同步整流拓撲可提供高達 94% 的效率。突發(fā)模式 (Burst Mode) 操作是將靜態(tài)電流維持在 30 μA 以下(所有通道均導通),非常適合始終保持接通的系統(tǒng)。2 V 至 42 V 的寬輸入范圍和全面的功能使 LT8603 十分適合汽車和其他要求苛刻的應用。
原文標題:如何滿足日益復雜的汽車電子系統(tǒng)?這里有可靠而緊湊的電源解決方案哦~
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