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最大限度地减小汽车 DDR 电源中的待机电流

作者:时间:2013-11-03来源:网络收藏

当您打开一部笔记本电脑或者智能手机时,会料到其启动需要等待一点时间,但是当您启动车辆时,就不太会有那么大的耐心了。对于汽车,消费者的期望是能够立刻使用计算机电子设备 (包括导航和信息娱乐系统),汽车制造商则运用可缩短启动时间的设计策略来努力满足消费者的这一愿望。其中的一种策略是始终把动态存储器 (RAM) 保持在运行模式,即使在点火关断状态下也不例外。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/228020.htm

汽车中使用的 3 存储器采用一个 1.5V 轨运作,具有 2A 以上的峰值负载电流 (为尽量减少热耗散,最好利用一个高效率 DC/DC 转换器)。在这些应用中,当汽车不处于运行状态时,轻负载效率对于维持电池寿命同样是重要的。在待机时, 存储器可从 1.5V 轨消耗 1mA~10mA 的电流,但是,当汽车长时间停驶时从电池吸收 10mA 电流是不能接受的。

在输入和输出电流相等的场合中,该限制条件排除了使用线性稳压器的可能。另一方面,开关降压型稳压器吸收的输入电流小于负载电流 (与降压比成比例):

最大限度地减小汽车 DDR 电源中的待机电流

式中的 η 为效率因数 (0 至 1)。

如图 1 所示,LT8610AB 同步降压型稳压器在 1mA 负载条件下实现了大约 83% 的效率。当电池电压为 12V 且负载电流为 1mA (在1.5V) 时,输入电流的计算值仅为 151μA。

最大限度地减小汽车 DDR 电源中的待机电流

图 1:LT8610AB 效率与负载的关系

从汽车电池至 1.5V 存储器的直接 DC/DC 转换

LT8610A 和 LT8610AB 是单片式、同步降压型稳压器,专为汽车系统而特别设计。它们可提供 3.5A 电流,而静态电流消耗则仅为 2.5μA。围绕这两款器件来设计电路十分容易。无需额外的半导体元器件,它们可以使用廉价的陶瓷电容器,而且所采用的 MSOP 封装具有易于焊接和检查的引脚。由于其典型最小导通时间为 30ns (保证最大值为 45ns),因此可设计具有大降压比的紧凑、高开关频率降压型稳压器。图 2 示出了一种可在 1.5V 电压下提供 3.5A 电流的应用电路。工作频率为 475kHz,以优化效率并保持低于 AM 无线电频段。

这两款器件均拥有针对汽车环境的卓越容错性能。42V 的最大输入可应对负载突降。坚固的开关设计和高速电流比较器可在输出短路期间对器件提供保护。最小输入为 3.4V (最坏情况值),最大占空比高于 99%,压差电压在 1A 电流下的典型值为 200mV,所有这些使得输出在整个冷车发动期间均处于调节状态。典型的最小输入电压曲线绘制于图 3。

最大限度地减小汽车 DDR 电源中的待机电流

图 2:该 LT8610A 或 LT8610AB 降压转换器电路可接受汽车电池,并产生 1.5V/3.5A 输出。低静态电流和同步整流在整个负载范围内实现了高效率。

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图 3:在冷车发动或汽车启-停过程中将存储器保持于运行状态。在 25ºC 时,LT8610A 和 LT8610AB 可在低至 2.9V的典型最小输入电压 (整个温度范围内的保证最大值为 3.4V) 条件下运作。

利用低纹波突发模式操作和极小的静态电流来节省电池电量

LT8610A 和 LT8610AB 专为最大限度地降低整个负载范围内的输出电压纹波设计。在轻负载时,它们通过降低其工作频率和进入突发模式 (Burst Mode®) 操作来保持效率。即使在非常低的负载条件下亦能维持快速瞬态响应。此项特性与 2.5μA 的非常低静态电流相组合,这意味着:即便在负载仅为几个 μA 的情况下,LT8610A 和 LT8610AB 的效率也要高于静态电流为零的线性稳压器。对于那些必须避免低频运作的系统,可以通过给 SYNC 引脚施加一个逻辑高电平信号或时钟信号来关断突发模式操作。LT8610A 和 LT8610AB之间的差异是,后者在轻负载时具有较高的效率。对于给定的负载,这是通过采用一个增加的突发模式电流限值 (因而允许在每个开关周期中输送更多的能量) 和降低开关频率实现的。由于接通和关断 MOSFET 需要固定的能量值,因此降低开关频率可减少栅极电荷损失并提高效率。

图 4 示出了 LT8610A 和 LT8610AB 的效率差异。当负载介于 1mA 和 100mA 之间时,相比于 LT8610A,LT8610AB 可将效率提高 10% 以上。突发模式电流限值的增大意味着每个开关周期中提供的能量更多,而作为折衷,需要采用更大的输出电容以保持低的输出电压纹波。图 5 比较了 LT8610A 和 LT8610AB 的“输出纹波与输出电容的函数关系”(针对两种电感值和 10mA 负载)。

最大限度地减小汽车 DDR 电源中的待机电流

图 4:与 LT8610A 相比,LT8610AB 突发模式电流限值的增大使得轻负载时的效率大幅提升。

最大限度地减小汽车 DDR 电源中的待机电流

存储器相关文章:存储器原理



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关键词: DDR 电源 待机电流
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