嚴(yán)酷的汽車環(huán)境要求高性能電源轉(zhuǎn)換

　　汽車和重型設(shè)備環(huán)境對(duì)任何類型的電子產(chǎn)品而言都是非常嚴(yán)酷的。寬工作電壓要求結(jié)合大的電壓瞬態(tài)和寬溫度變化范圍，這些因素合起來(lái)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(fù)雜的是，電子系統(tǒng)中的電壓軌數(shù)量也在增加。例如，一個(gè)典型的導(dǎo)航系統(tǒng)可能有 6 個(gè)或更多不同的電源，包括 8.5V、5V、3.3V、2.5V、1.8V 和 1.5V。同時(shí)，隨著組件數(shù)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(zhuǎn)換以最大限度地降低功耗變得更重要了。

　　一個(gè)用于汽車和卡車的良好開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器需要規(guī)定在 4~60V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)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(shè)備中能見(jiàn)到的雙電池應(yīng)用中，由于其 24V 標(biāo)稱電池電壓，甚至需要更高的工作電壓。這類應(yīng)用大多數(shù)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(guò)壓箝位，以限定發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)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(dòng)機(jī)未運(yùn)行時(shí)也需要連續(xù)供電，例如遙控車門開(kāi)啟系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)。就這類“始終保持接通”的系統(tǒng)而言，擁有一個(gè)具低靜態(tài)電流的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器是非常重要，因?yàn)樵谔幱谛菝吣Ｊ綍r(shí)可最大限度地延長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間。在這類環(huán)境中，穩(wěn)壓器以通常的連續(xù)開(kāi)關(guān)模式運(yùn)行，直至輸出電流降至低于預(yù)先設(shè)定的 30~50mA 左右的門限為止。低于這個(gè)值以后，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器必須進(jìn)入突發(fā)模式 (Burst Mode)工作，以將靜態(tài)電流降低到數(shù)十 mA 范圍之內(nèi)，從而降低從電池吸取的功率，以延長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間。

　　由于 60V 輸入的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器供貨不足，因此有些設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)而求助于基于變壓器的拓?fù)浠蛲獠扛邏簜?cè)驅(qū)動(dòng)器，以在電壓高達(dá) 60V 時(shí)工作。另一些設(shè)計(jì)師則采用需要額外電源級(jí)的中間總線轉(zhuǎn)換器。這兩類替代性解決方案都提高了設(shè)計(jì)復(fù)雜性，而且在大多數(shù)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(kāi)關(guān)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(yīng)用中遇到的很多關(guān)鍵問(wèn)題。圖 1 顯示了 LTC3890 將 9V 至 60V 輸入轉(zhuǎn)換成 3.5V/5A 和 8.5V/3A 輸出應(yīng)用中的工作原理圖。

　　LTC3890/-1 是一個(gè)高壓雙輸出同步降壓型 DC/DC 控制器，在一路輸出運(yùn)行時(shí)僅消耗 50mA 電流，兩路輸出都啟動(dòng)時(shí)則消耗 60mA。當(dāng)兩個(gè)輸出都關(guān)斷時(shí)，LTC3890/-1 僅消耗 14mA 電流。其 4~60V 的輸入電源范圍用來(lái)保護(hù)該器件免受高壓瞬態(tài)影響，并在汽車、重型設(shè)備和卡車?yán)滠嚢l(fā)動(dòng)以及涵蓋多種輸入電源和電池化學(xué)組成時(shí)連續(xù)工作。在輸出電流高達(dá) 20A 時(shí)，每路輸出都可以在 0.8V 至 24V 的范圍內(nèi)設(shè)定，而且效率高達(dá) 98%，從而使該器件非常適用于 12V 或 24V 汽車、卡車、重型設(shè)備以及工業(yè)控制應(yīng)用。