汽车设计需要具超低 IQ 的 65V 同步降压型转换器

许多电子子系统必需在“待机”或“保活”模式中运作，当处于该状态时其在一个稳定的电压下吸收极小的静态电流。这些电路可见于大多数导航、安全、防护和引擎管理电子电源系统。此类子系统都会采用多个微处理器和微控制器。大多数豪华型轿车均安装了超过 150 个这类 DSP，而其中的大约 20% 需要执行“始终保持接通”的操作。在这些系统中，电源转换 IC 必须工作于两种不同的模式。首先，当汽车在行驶时，负责为这些 DSP 供电的电源转换电路通常将以满电流 (由电池和充电系统馈送) 运作。然而，当汽车点火装置关闭时，这些系统中的微处理器必须保持运行，并要求其电源 IC 在从电池吸收极小电流的同时提供一个恒定的电压。由于可能会有 30 多个“始终保持接通”的此类处理器一起工作，因此即使当点火装置关闭时电池所承受的电能需求量也是很大。为这些“始终保持接通”的处理器供电所需的总电源电流可达几百毫安 (mA)，这有可能在数日之内彻底耗尽电池的电量。比如：如果一辆汽车的高电压降压型转换器各需 2mA 的电源电流，那么把来自安全系统、GPS 系统和遥控门锁系统的 30 个这样的转换器与其他必须始终保持接通的系统 (如 ABS 刹车) 以及源于电动车窗的漏电流加起来，就有可能在三周的漫长商务旅行之后耗尽电池的电能，从而使之无法发动引擎。因此，必需大幅度地减小这些电源的静态电流以延长电池寿命，并且不增加电子系统的尺寸或复杂性。就 DC/DC 转换器而言，对于高输入电压能力和低静态电流的要求直到最近还是互相排斥的参数。为了更好地管理这些要求，几家汽车制造商在 10 年前为每个“始终保持接通”的 DC/DC 转换器设立了一个 <100μA 的低静态电流目标，但是如今的优选指标则是低于 10μA。很幸运，新一代的电源 IC 已经推出，其提供的静态电流低于 3μA。

新的替代方案

单电池汽车和双电池商用车辆电源总线的电压变化范围可从 3.5V 以下至 60V 以上，因为它们暴露于不同的瞬态状况和配置。由于必需在这种宽输入电压范围内获得良好调节的电压轨，所以需要具有宽输入电压和高性能的电源转换 IC。鉴于车载电子产品的增长速度随着用于防护、安全、导航、底盘控制和引擎 / 变速器管理的电子控制模块 (ECM) 而继续加快，故而对于可提供高效率、低静态电流、高开关频率以及非常坚固的保护功能和可靠性的高电压电源管理 IC 的需求也将加速攀升。幸运的是，IC 设计已经逐渐地满足了这些苛刻的要求。

凌力尔特的 LT8620 是一个高电压同步降压型稳压器系列中的首款产品。其 3.4V 至 65V 的输入电压范围使之非常适合于那些会遭受低电压瞬变 (例如：冷车发动或停-启场合) 和高电压瞬变 (在抛负载期间遇到) 的汽车和商用车辆 (单和双电池) 应用。其拥有 2.0A 的连续输出电流性能以及在 1V 至略低于 VIN 之电压范围内提供输出的能力，因而使其成为许多直接依靠单节或双节电池总线供电运行之汽车电源轨的理想选择。由下面的图 2 可见，该器件非常紧凑和简单的解决方案占板设计免除了增设任何外部二极管的需要。

图 2：LT8620 典型汽车 / 商用车辆原理图 (对于一个 5V、2A 输出)

其同步整流设计包括了内部上管和下管以提供高达 94% 的效率。如图 3 所示，当由12V 标称输入为一个 5V 负载供电时，即使在采用相对较高的 700kHz 开关频率的情况下它也能够实现超过 94% 的效率。同样，当从一个 24V 标称输入提供 5V 输出时，该器件可产生高达 92% 的效率。这种高效运作最大限度地减少了功率损耗并免除了增设散热器的需要，即使在可用空间极为受限的应用中也不例外。在电动汽车和混合动力汽车中，这可以直接转化为汽车在两次电池充电之间可行驶里程的增加。

图 3：LT8620 的效率曲线图 (针对典型汽车 / 商用车辆原理图)

此外，LT8620 的突发模式 (Burst Mode?) 操作还可将无负载静态电流减小至只有 2.5μA，从而使其非常适合于那些必须在尽量延长电池寿命的同时保持恒定电压调节 (即使在无负载时也不例外) 的“始终保持接通”应用。由于包括防护、环境控制、数据记录、安全和定位在内的“始终保持接通”系统日益增多，因此这一点特别重要。另外，一种非常低纹波突发模式操作拓扑还可把输出噪声大幅降低至 10mVPK-PK 以

此外，LT8620 的突发模式 (Burst Mode?) 操作还可将无负载静态电流减小至只有 2.5μA，从而使其非常适合于那些必须在尽量延长电池寿命的同时保持恒定电压调节 (即使在无负载时也不例外) 的“始终保持接通”应用。由于包括防护、环境控制、数据记录、安全和定位在内的“始终保持接通”系统日益增多，因此这一点特别重要。另外，一种非常低纹波突发模式操作拓扑还可把输出