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严酷的汽车环境要求高性能电源转换

作者:Bruce Haug 凌力尔特公司产品市场工程师时间:2010-08-23来源:电子产品世界收藏

  LTC3890/-1 以 50~00kHz 的可选固定频率工作,并可用其锁相环 (PLL) 同步至 75k~850kHz 的外部时钟。在轻负载时,用户可以选择连续工作、脉冲跳跃和低纹波突发模式工作。LTC3890 的两相工作降低了输入滤波和电容要求。其电流模式架构提供方便的环路补偿、快速瞬态响应和卓越的电压调节。通过测量输出电感器 (DCR) 两端的压降完成输出电流检测,以实现最高效率,或者也可以用可选检测电阻器完成输出电流检测。电流折返在过载情况下限制 MOSFET 产生的热量。这些特点结合仅为 95ns 的最短接通时间,使该控制器成为高降压比应用的理想选择。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/111951.htm

  突发模式工作、脉冲跳跃或强制连续模式

  LTC3890/-1 可以在低负载电流时启动进入高效率突发模式工作、恒定频率脉冲跳跃或强制连续传导模式。当配置为突发模式工作且在轻负载时,转换器将产生几个突发脉冲,以保持输出电容器上的充电电压不变。然后该器件会关断转换器,并进入大多数内部电路都处于关断状态的休眠模式。输出电容器提供负载电流,而且当输出电容器两端的电压降至设定值时,转换器开始支持提供更多电流,以补充充电电压。关断大多数内部电路的做法极大地降低了静态电流。

  此外,当控制器启动进入突发模式工作时,电感器电流不允许反向。就在电感器电流达到零之前的瞬间,反向电流比较器 IR 关断底部的外部 MOSFET,以防止它变为负值。因此,当配置为突发模式时,控制器还以断续模式工作。另外,在强制连续工作时或由一个外部时钟源提供时钟信号时,电感器电流在轻负载或大瞬态条件下允许反向。连续工作具有较低输出电压纹波的优势,但产生较高的静态电流。

  过流保护

  在高压电源中,快速准确的限流保护很重要。因为在输出短路时,电感器两端的电压很高,所以电感器可能快速饱和,从而引起过大的电流流过。LTC3890/-1 提供以下选择:利用与输出串联的检测电阻器检测输出电流;或者用输出电感器两端的压降检测输出电流。无论用哪种方式,输出电流都被连续监视,并提供最高级别的保护。一些可替代的设计也许利用顶部或底部 MOSFET 的 RDS(ON) 来检测输出电流。然而,这在开关周期内导致一个控制器“看不见”输出电流是多少的时间段,而且可能引起转换器故障。

  强大的栅极驱动器

  开关损耗与输入电压的平方成正比,而且这些损耗在栅极驱动器不够好的高输入电压应用中可能最为突出。LTC3890/-1 有强大的 1.1Ω 内置 N 沟道 MOSFET 栅极驱动器,该驱动器最大限度地减少了转换时间和开关损耗,从而最大限度地提高了效率。此外,它还能为更高电流的应用驱动多个并联的 MOSFET。

  效率

  图2所示的 LTC3890 效率曲线是具12V输入电压的图1原理图的示例。如图所示,8.5V 输出可产生高达 98% 非常高的效率,3.3V 时效率也超过 90%。此外,这个设计在每路输出具 1mA 负载时,效率仍然超过 75%,这是由于突发模式工作。



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