与基于电感器的开关稳压器相比 高压充电泵可简化电源转换

度)，这就要求能够升压至 5V 或者安然度过低压冷车发动 (~3V) 至 5V 的转换，在这种情况下，输入可能低于所希望的输出。这时通常需要既能够降压又能够升压的器件。此外，连接到汽车电池输入的 DC/DC 转换器必须承受由交流发电机电压的偶然偏移或汽车猛然启动引起的宽电压摆幅。因此，这里需要提供输入电压瞬态保护功能的器件。工业市场与汽车市场有类似的要求，在极端温度和宽电源电压范围方面要求尤其苛刻。

总之，汽车和工业系统设计师面临的主要挑战如下：

平衡功耗与高温工作

抵抗辐射和传导噪声，具有低辐射

处理大的电压瞬态摆幅

在低压冷车发动情况下调节 5V 或 (3.3V)

最大限度地减小解决方案尺寸和占板面积

解决这些设计问题的传统方法是整合高压降压和升压型开关，或真正的 4 开关降压-升压型 DC-DC 转换器。然而这类解决方案可能尺寸很大，成本高昂，同时常常需要额外的措施来避免 EMI 问题。满足上述限制的另一种解决方案运用高效率、高压降压型充电泵或降压-升压型充电泵，这些充电泵具备广泛的保护功能、高温工作能力和高效率。而且，它们仅需要 3 个小型电容器。

简单的高压解决方案

凌力尔特公司已经开发出简单、创新的高压单片降压-升压型和降压型充电泵 IC，专门用于汽车和工业应用。

第一款这类器件是 LTC3245，这是一款通用型 250mA 高压降压-升压型充电泵。它运用开关电容器分数转换方法，以在 2.7V 至 38V 的宽输入电压范围内保持稳压，并产生 3.3V、5V 或 2.5V 至 5V 可调的稳定输出。内部电路自动选择转换率 (2:1、1:1 或 1:2)，以在输入电压和负载状况变化时优化效率。很小的工作电流 (无负载时为 18μA，停机时为 4μA) 和很少的外部组件 (3 个小型陶瓷电容器，无电感器) 使 LTC3245 非常适用于低功率、空间受限的应用，例如汽车 ECU / CAN 收发器电源、工业内务处理电源和高效率低功率 12V 至 5V 转换。参见以下图 2 的典型应用电路。

图 2：LTC3245 典型应用电路

与传统开关稳压器相比，LTC3245 的独特恒定频率架构提供更低的传导和辐射噪声。该器件能够以引脚可选的突发模式 (Burst Mode?) 工作，这使用户能够选择略为增加输出纹波以换取较高效率 / 降低静态电流。该 IC 的其他特点包括很少的外部组件以及用陶瓷电容器可稳定、防止启动时电流过大的软启动电路、以及短路和过热保护。

LTC3245 采用具有底面导热焊盘的扁平 (0.75mm) 3mm x 4mm 12 引线 DFN 封装和具有底面导热焊盘的 12 引线 MSOP 封装。E 级和 I 级版本的工作结温为 -40oC 至 +125oC，而 H 级版本为 -40oC 至 +150oC，MP 级版本为 -55oC 至 +150oC。

表 2 总结了 LTC3245 的功能和优势。

表 2：LTC3245 的功能和优势

LTC3255 降压型充电泵

LTC3255 与 LDO 一样坚固，但比开关稳压器简单。该器件是一款通用高压降压型开关电容器转换器，提供高达 50mA 的输出电流。在输入电压超过输出电压两倍的应用中，充电泵的效率将近等效线性稳压器的两倍，提供了一种节省空间的无电感器型解决方案，可替代开关 DC/DC 稳压器。LTC3255 产生 2.4V 至 12.5V 的稳定输出，可在 4V 至 48V 的宽输入范围内运作，输入容限为 +60V/-52V。无负载时，突发模式工作将 VIN 静态电流降至仅为 16μA，2:1 的容性充电泵增强了输出电流能力，使其达到输入电流的两倍左右。LTC3255 适用于多种应用，例如工业控制、工厂自动化、传感器和监察控制以及数据采集 (SCADA) 系统、内务处理电源、以及适用于 4mA 至 20mA 工业电流环路的电流提升型稳压器。参见图 3。

图 3：LTC3255 应用电路 — 4mA ~ 20mA 电流环路

LTC3255 或者作为通用降压型充电泵使用，转换率为 2:1 或 1:1，或者作为电流倍增并联稳压器使用。以通常模式工作时，根据 VIN、VOUT 和负载情况选择转换率，这时转换模式之间的切换是自动进行的。以并联模式工作时，该器件被强制进入 2:1 模式，从而能从电流源输入提供稳定的输出电压，可提供将近两倍于输入电流至负载。例如，这种功能使 4mA 电流环路能够以 3.3V 的稳定输出电压连续提供 7.4mA 负载电流。LTC3255 能够承受低至 -52V 的反向输入电源和输出短

路而不被损坏。安全功能包括输出电流限制和过压保护，这进一步增强了坚固性。

LTC3255 采用扁平 (0.75mm) 3mm x 3mm 10 引线 DFN 和 10 引线 MSOP 封装，两种封装都有底面金属焊盘，以增强导热性能。E 级和 I 级版本的工作结温为 -40oC 至 +125oC。H 级版本的工作结温为 -40oC 至 +150oC，而高可靠性 MP 级版本规定在 -55oC 至 +150oC 的温度范围内工作。