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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

时间:03-03 来源:凌力尔特公司 电源产品部 高级产品市场工程师 Steve Knoth 点击:

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。

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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

功能

优势

宽 VIN 范围: 2.7V 至 38V

汽车和通用应用

降压-升压型拓扑

降压和升压型转换

总的 IC 输出电流:250mA

各种通用应用

18uA 静态电流

微功率工作,延长电池运行时间

高效率:81%  (在 12VIN 至 5VOUT)

可与非同步开关稳压器相比的降压模式工作

具自动模式切换的多模式工作 (2:1、1:1、

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