鉅大LARGE | 點擊量：568次 | 2021年12月23日
兩個單片DC/DC轉換器縮小汽車電池供電型應用尺寸
當一個相對高的電壓軌（12V）必須降至相對低的電平（3.3V、1.8V）時，傳統(tǒng)上采用的轉換器是一個驅動外部MOSFET的DC/DC開關控制器。在很多應用中，用單片穩(wěn)壓器取代典型的控制器MOSFET二極管組合式電路則可節(jié)省占用空間、設計時間和成本。問題是，就很多單片降壓型轉換器而言，12V電壓軌太高，這類轉換器通常不能在輸入高于6V的情況下使用。此外，開關損耗使得實際上無法在高于約1MHz時工作，從而排除了使用最小電感器這種可能性，因此單片穩(wěn)壓器在尺寸上的一些優(yōu)勢發(fā)揮不了用途。
LTC3601和LTC3604是高性能單片同步降壓型穩(wěn)壓器，分別能供應高達1.5A和2.5A的電流。這兩款器件在3.6V至15V的寬輸入電壓范圍內工作，這樣的范圍涵蓋了手持式設備、pC以及汽車中使用的電池化學組成。它們獨特的恒定頻率/受控接通時間架構供應20ns的最短接通時間，非常適用于要高開關頻率和快速瞬態(tài)響應，同時能保持高效率的高降壓比應用。
要最少組件的默認配置
為了減少外部組件數(shù)目、降低成本并節(jié)省設計時間，開關頻率和環(huán)路補償可以用簡單的引腳設置。圖1顯示了一個典型應用。為了能以2MHz頻率工作，振蕩器頻率設定引腳（RT）連接到內部3.3V穩(wěn)壓器輸出引腳（INTVCC）。當補償引腳（ITH）連接到INTVCC時，運用默認補償，從而出現(xiàn)一個干凈的負載瞬態(tài)響應（圖2）。
圖1從寬輸入范圍到3.3V/2.5A的應用
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
圖2圖1電路的快速瞬態(tài)響應
工作頻率在800kHz~4MHz范圍內，可用一個RT到地之間的外部電阻器編程。就開關噪聲敏感應用而言，LTC3601和LTC3604可在相同的頻率范圍內從外部同步，而不管RT的狀態(tài)如何。無需外部pLL組件實現(xiàn)同步。
有些應用在工作時要求移動開關頻率，通常是為了避開相鄰無線接收器的干擾。圖3顯示了甚至當MODE/SYNC引腳引入的同步頻率迅速變化時，輸出電壓的偏離也是很小。
圖3同步開關頻率可以隨時移動，而且VOUT的變化很小
這兩款IC都能以可選的突發(fā)模式（BurstMode）工作，以在小負載電流時實現(xiàn)卓越的效率（圖4），又或者可采用強制持續(xù)模式，該模式舍棄輕負載效率，以換取最小輸出紋波和恒定頻率工作。即使這樣，以突發(fā)模式工作時的紋波一般也僅為20mV.
圖4突發(fā)模式工作在輕負載時出現(xiàn)高效率，而低RDS（ON）開關在最大負載時保持高效率
內置的內部400us軟啟動按時器防止啟動時VIN中出現(xiàn)電流浪涌。通過讓TRACK引腳斜坡上升，或在TRACK引腳到地之間連接一個電容器（tSS=430000xCTRACK/SS），可以實現(xiàn)較長的軟啟動時間。開漏pGOOD引腳監(jiān)視輸出，假如輸出電壓偏離穩(wěn)定點±8%,該引腳就拉低。額外的VIN過壓和短路保護有助于形成一個全面堅固的IC.
高頻、低占空比--沒問題
很多微處理器都要1.x的低電壓軌，但是它們也用于要高開關頻率的應用中，這類應用以高開關頻率保持采用外型很小的無源組件、并使關鍵頻段避開RF干擾。問題是，要實現(xiàn)高降壓比和高開關頻率這不可思議的組合可能是難以捉摸的，因為要這么短的最短接通時間。圖5顯示LTC3604用在一個4MHz、12V~1.8V應用中的原理圖。這個應用要求的38ns接通時間遠大于LTC3604的20ns最短接通時間。
圖5LTC3604可在高頻（4MHz）和低占空比情況下工作
從而供應緊湊的占板面積并允許高降壓比
圖5的設計利用了LTC3604的幾個特點。通常最低輸入電壓為3.6V,但是在這里，通過在VIN到RUN引腳之間新增一個電阻分壓器，欠壓閉鎖提高到6V.通過在TRACK引腳到地之間新增10nF電容，軟啟動時間提高到4.3ms.開關頻率同步至一個外部供應的4MHz頻率。假如這個外部源出故障，那么內部振蕩器（也設定為4MHz）將接管，最后，環(huán)路補償是從外部實現(xiàn)的。
結論
LTC3601和LTC3604是新一代單片DC/DC轉換器系列的成員，能應對相對高的輸入電壓和較低的占空比。這些器件緊湊的尺寸、高性能和要很小外部組件的設計，使它們非常適用于緊湊型應用，如汽車電池供電型應用。這兩款IC都采用緊湊和耐熱增強型3mmx3mmQFN和MSOp封裝。
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