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汽车降压型稳压器的电路设计分析

导读: 大家都知道在汽车的供电系统中有专门的汽车稳压器,而如今随着汽车制造工艺的精进,对于汽车供电系统中所用的降压型的适用性能无疑提出了一个更好的要求。

  随着现代汽车销售越来越火爆,汽车业的工艺发展也比往前有了质的提升,但对于汽车供电系统的要求也是越发负责。大家都知道在汽车的供电系统中有专门的汽车稳压器,而如今随着汽车制造工艺的精进,对于汽车供电系统中所用的降压型的适用性能无疑提出了一个更好的要求。

  以下介绍凌力尔特用于汽车环境的降压型稳压器LTC7138,LTC7138 是一款能够在 4V 至 140V 输入电压范围内运作的 400mA 降压型稳压器,其非常适合于工业、电信、汽车及其他经常遭受严酷电压瞬变的应用。由于该稳压器采用了迟滞架构,因此无需外部补偿。输出电压可利用引脚设置为 1.8V、3.3V 或 5.0V,或者,如果采用一个外部分压器,输出则可调节在 0.8V 至 VIN 范围。由于具有内部 P 沟道 FET,所以可执行 100% 占空比操作。LTC7138 采用耐热性能增强型高电压 (某些引脚被去除) MSOP 封装。

  1、具有宽 VIN 范围的简单 5V/400mA 降压

  图 1 示出了一款具 140V 最大输入电压且仅使用四个外部组件的 5V 降压型转换器。通过把 VPRG1 引脚连接至 SS 引脚以及把 VPRG2 连接至地而将其输出设定在 5V。该器件不需要任何外部补偿。

汽车降压型稳压器的电路设计分析

  图 1:高效率 5V、400mA 降压型稳压器

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  图 2:图 1 所示稳压器的效率

  在很宽的负载范围内保持了高效率,这部分得益于 LTC7138 的突发模式 (Burst Mode?) 操作和 12μA 的无负载 IQ 电流。采用 12V 输入时,对于 10mA 负载的效率峰值可达 87%,在负载低至 0.4mA 时可保持效率在 80% 以上。这种节能水平使其非常适用于始终保持接通的电池供电型系统。

  2、采用两个并联 LTC7138 的 24V/800mA 降压

  图 3 示出了将两个 LTC7138 并联以提供一个 24V/800mA 输出的情形。并联操作是通过把主控器的反馈比较器输出引脚 (FBO) 连接至从动器的 VFB 引脚来实现。在该设置中,从动器将跟随主控器进入和退出突发周期 (见图 4)。24V 降压转换器的输出利用一个外部反馈分压器来设定。当采用一个 48V 输入时,该稳压器的满负载效率为 93.6% (图 5)。

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  图 3:采用两个并联 LTC7138 的高效率 24V、800mA 降压

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  图 4:并联工作的 24V、800mA 降压转换器 (在 VIN = 140V,IOUT = 600mA)

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  图 5:图 3 所示稳压器的效率

  3、32V/400mA 浪涌抑制器

  图 6 示出了 LTC7138 的另一种应用。对于 32V 或更低的输入,该稳压器工作于压差状态,此时内部功率 FET 持续导通。当输入超过 32V 时,LTC7138 将执行开关切换以把输出电压保持在调节状态,如图 7 所示。若想提供进一步的保护,可通过把 OVLO 引脚连接至一个跨接在输入电源两端的分压器来实现过压闭锁功能。该电路适合在工业、汽车和航空电子系统中保护下游转换器或负载。

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  图 6:32V、400mA 浪涌抑制器

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  图 7:浪涌抑制器 (图 6) 的输出在 127V 输入瞬变过程中箝位于 32V

  更多特点:LTC7138 提供了使其适合众多应用的特点。这包括一个用于外部 UVLO 的 RUN 引脚、一个用于电流限值编程或设置输入侧电流限值的 ILIM 引脚、以及软起动功能 (内部或外部)。

  编辑点评:本文简单介绍了用于汽车环境的降压型稳压器LTC7138, LTC7138为宽输入电压应用实现了具低组件数目的坚固型解决方案。其具有 140V 最大额定输入电压、耐热性能增强型高电压 MSOP 封装、突发模式操作、低 IQ 电流、引脚可调的输出电压、无需外部补偿以及可在 100% 占空比条件下运作等特点。

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