嚴酷的汽車環(huán)境要求高性能電源轉換

　　汽車和重型設備環(huán)境對任何類型的電子產品而言都是非常嚴酷的。寬工作電壓要求結合大的電壓瞬態(tài)和寬溫度變化范圍，這些因素合起來使電子系統(tǒng)處于非常艱難的工作環(huán)境。使考慮因素更加復雜的是，電子系統(tǒng)中的電壓軌數量也在增加。例如，一個典型的導航系統(tǒng)可能有 6 個或更多不同的電源，包括 8.5V、5V、3.3V、2.5V、1.8V 和 1.5V。同時，隨著組件數量的增加，可用空間也在不斷縮小。因此，由于空間限制和高溫條件，高效率轉換以最大限度地降低功耗變得更重要了。

　　一個用于汽車和卡車的良好開關穩(wěn)壓器需要規(guī)定在 4~60V 的寬輸入電壓范圍內工作。60V 的額定值為通常箝位在 36~40V 范圍的 12V 系統(tǒng)提供了良好的裕度。此外，在卡車和重型設備中能見到的雙電池應用中，由于其 24V 標稱電池電壓，甚至需要更高的工作電壓。這類應用大多數箝位到 58V 最高工作電壓，因此 60V 額定值通常足夠了。汽車和卡車上需要過壓箝位，以限定發(fā)動機啟動器的電感性回掃電壓所引起的瞬態(tài)電壓最大值。

　　有很多汽車和卡車系統(tǒng)即使車輛發(fā)動機未運行時也需要連續(xù)供電，例如遙控車門開啟系統(tǒng)和報警系統(tǒng)。就這類“始終保持接通”的系統(tǒng)而言，擁有一個具低靜態(tài)電流的 DC/DC 轉換器是非常重要，因為在處于休眠模式時可最大限度地延長電池運行時間。在這類環(huán)境中，穩(wěn)壓器以通常的連續(xù)開關模式運行，直至輸出電流降至低于預先設定的 30~50mA 左右的門限為止。低于這個值以后，開關穩(wěn)壓器必須進入突發(fā)模式 (Burst Mode)工作，以將靜態(tài)電流降低到數十 mA 范圍之內，從而降低從電池吸取的功率，以延長電池運行時間。

　　由于 60V 輸入的 DC/DC 轉換器供貨不足，因此有些設計師轉而求助于基于變壓器的拓撲或外部高壓側驅動器，以在電壓高達 60V 時工作。另一些設計師則采用需要額外電源級的中間總線轉換器。這兩類替代性解決方案都提高了設計復雜性，而且在大多數情況下，降低了總體效率。凌力爾特公司提供了60V 輸入降壓型開關穩(wěn)壓控制器系列的最新器件LTC3890，解決了上述汽車和卡車應用中遇到的很多關鍵問題。圖 1 顯示了 LTC3890 將 9V 至 60V 輸入轉換成 3.5V/5A 和 8.5V/3A 輸出應用中的工作原理圖。

　　LTC3890/-1 是一個高壓雙輸出同步降壓型 DC/DC 控制器，在一路輸出運行時僅消耗 50mA 電流，兩路輸出都啟動時則消耗 60mA。當兩個輸出都關斷時，LTC3890/-1 僅消耗 14mA 電流。其 4~60V 的輸入電源范圍用來保護該器件免受高壓瞬態(tài)影響，并在汽車、重型設備和卡車冷車發(fā)動以及涵蓋多種輸入電源和電池化學組成時連續(xù)工作。在輸出電流高達 20A 時，每路輸出都可以在 0.8V 至 24V 的范圍內設定，而且效率高達 98%，從而使該器件非常適用于 12V 或 24V 汽車、卡車、重型設備以及工業(yè)控制應用。