常見(jiàn)的 DC-DC 轉換器問(wèn)題是：在輸入電壓可能高于、低于或等于輸出時(shí)生成穩壓電壓，也就是說(shuō)，轉換器必須執行升壓和降壓操作。從標稱(chēng) 12 V 電池為汽車(chē)電子供電，就是一個(gè)典型場(chǎng)景，從引擎冷啟動(dòng)（低至 3 V）到負載突降（高達 100 V），或者因為操作員出錯導致出現反向電池電壓（電壓變化范圍相當廣泛）。從 SEPIC 到 4 開(kāi)關(guān)拓撲，有好幾種 DC-DC 轉換器拓撲可以執行升壓和降壓操作，但這些解決方案中沒(méi)有任何一個(gè)能夠在主動(dòng)激活開(kāi)關(guān)的情況，直接將輸入電壓輸入到輸出，現在依然是這樣。
LT8210 是一個(gè)同步降壓 - 升壓控制器，可以在直通（Pass-Thru™）模式下運行，幫助消除 EMI 和開(kāi)關(guān)損耗，并且最大化效率（高達 99.9%）。當輸入電壓在用戶(hù)可編程窗口內時(shí)，直通功能直接將輸入傳遞到輸出端。LT8210 的輸入電壓范圍在 2.8 V 到 100 V 之間，所以它的穩壓范圍從冷啟動(dòng)期間的最低輸入電壓，一直到未受抑制的負載突降的峰值幅度。LT8210 可以作為傳統的降壓 - 升壓控制器運行，支持引腳可選的連續導通模式(CCM)、脈沖跳躍或突發(fā)模式(Burst Mode®)運行，或者在直通模式中，輸出電壓可以根據編程窗口調節。當這個(gè)窗口中的輸入電壓在不主動(dòng)開(kāi)關(guān) FET 的情況下被直接傳輸至輸出時(shí)，運行時(shí) IQ 極低，且沒(méi)有開(kāi)關(guān)噪聲。
直通操作模式
圖 1 顯示了簡(jiǎn)化的 LT8210 示意圖，配置用于實(shí)施直通操作，輸出調節范圍為 8 V 至 16 V。直通窗口的頂部電壓和底部電壓分別由 FB2 和 FB1 電阻分壓器設置。
圖 2 顯示了此電路的輸入 / 輸出傳輸特性。當輸入電壓高于直通窗口時(shí)，LT8210 將其降低到穩定的 16 V 輸出。如果輸入電壓低于直通窗口，LT8210 會(huì )增大該電壓，并將輸出保持在 8 V。當輸入電壓在直通窗口范圍內時(shí)，頂部開(kāi)關(guān) A 和 D 保持開(kāi)啟，使得輸出可以跟蹤輸入，且部件可以進(jìn)入低功率狀態(tài)，VIN 和 VINP 引腳上的典型靜態(tài)電流分別為 4 µA 和 18 µA。在這種非開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，既不存在 EMI，也不存在開(kāi)關(guān)損耗，因此效率可以達到 99.9%以上。
圖 1.LT8210 8 V 至 16 V 直通穩壓器電路。
圖 2. 在直通輸入電壓窗口中，直通操作效率可以達到 99.9%。
圖 3. 在直通模式下，LT8210 會(huì )快速響應 80 V 未抑制負載突降脈沖，將輸出限制在可編程的 16 V 最大值。
圖 4. 在直通模式下，LT8210 通過(guò)增壓至可編程的 8 V 最小輸出電壓來(lái)響應冷啟動(dòng)脈沖(<4 V)。
圖 5. 直通區域的效率達到將近 100%（與持續導通模式下的效率相比）。
圖 6.LT8210 在直通區域內具有超低靜態(tài)電流。
結論
對于 DC-DC 轉換器設計人員來(lái)說(shuō)，汽車(chē)電池和類(lèi)似的寬電壓范圍電源都是較為復雜的問(wèn)題，它們需要提供保護，且要求能夠高效進(jìn)行降壓和升壓轉換。LT8210 同步降壓 - 升壓控制器將保護功能與輸入范圍廣泛的降壓 - 升壓轉換器和獨特的直通選項結合在一起，以消除這種復雜性。其工作電壓范圍在 2.8 V 和 100 V 之間，提供內置反向電壓保護。直通模式幫助消除開(kāi)關(guān)損耗和噪聲，同時(shí)達到超低的靜態(tài)電流。在直通模式下，輸出電壓不會(huì )按傳統方式調節，而是受可編程的電壓窗口限制。
|
