具有高效率和低 EMI並可調節高功率電壓和電流的降壓-升壓型控製器
發布時間:2021-06-18 責任編輯:lina
【導讀】同步降壓-升sheng壓ya型xing控kong製zhi器qi具ju有you通tong用yong性xing和he高gao效xiao率lv。它ta們men可ke作zuo為wei升sheng壓ya和he降jiang壓ya控kong製zhi器qi利li用yong單dan個ge電dian感gan器qi產chan生sheng高gao功gong率lv,從cong而er保bao持chi簡jian單dan的de電dian源yuan設she計ji。正zheng常chang情qing況kuang下xia,高gao功gong率lv應ying用yong中zhong的de降jiang壓ya-升壓型控製器在一個標準或低開關頻pin率lv下xia運yun作zuo,這zhe最zui大da限xian度du地di提ti高gao了le效xiao率lv並bing可ke避bi免mian與yu貫guan通tong和he開kai關guan消xiao隱yin時shi間jian相xiang關guan的de複fu雜za性xing,而er此ci類lei現xian象xiang會hui發fa生sheng在zai高gao頻pin條tiao件jian下xia的de同tong步bu整zheng流liu中zhong。然ran而er,采cai用yong一yi個ge較jiao小xiao電dian感gan器qi的de高gao頻pin率lv 2MHz 降壓-升壓型控製器則可確保 EMI 成分所處的位置高於 AM 頻段。
同步降壓-升sheng壓ya型xing控kong製zhi器qi具ju有you通tong用yong性xing和he高gao效xiao率lv。它ta們men可ke作zuo為wei升sheng壓ya和he降jiang壓ya控kong製zhi器qi利li用yong單dan個ge電dian感gan器qi產chan生sheng高gao功gong率lv,從cong而er保bao持chi簡jian單dan的de電dian源yuan設she計ji。正zheng常chang情qing況kuang下xia,高gao功gong率lv應ying用yong中zhong的de降jiang壓ya-升(sheng)壓(ya)型(xing)控(kong)製(zhi)器(qi)在(zai)一(yi)個(ge)標(biao)準(zhun)或(huo)低(di)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)下(xia)運(yun)作(zuo),這(zhe)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)提(ti)高(gao)了(le)效(xiao)率(lv)並(bing)可(ke)避(bi)免(mian)與(yu)貫(guan)通(tong)和(he)開(kai)關(guan)消(xiao)隱(yin)時(shi)間(jian)相(xiang)關(guan)的(de)複(fu)雜(za)性(xing),而(er)此(ci)類(lei)現(xian)象(xiang)會(hui)發(fa)生(sheng)在(zai)高(gao)頻(pin)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)中(zhong)。然(ran)而(er),采(cai)用(yong)一(yi)個(ge)較(jiao)小(xiao)電(dian)感(gan)器(qi)的(de)高(gao)頻(pin)率(lv) 2MHz 降壓-升壓型控製器則可確保 EMI 成分所處的位置高於 AM 頻段。
LT8390A 和 LT8391A 降壓-升壓型控製器是獨特的,因為它們工作在 2MHz。高開關速度允許使用一個小型電感器以實現緊湊的解決方案尺寸,即使在高功率應用中也不例外。
與那些把電源開關內置於 IC 封裝之中以節省空間的單片式轉換器不同,這兩款控製器能夠以高得多的峰值電流 (例如:10A) 驅動外部電源開關。這麼高的峰值電流將會燒毀典型集成化轉換器的小型 IC 封裝,但是外部 3mm x 3mm 同步 MOSFET 則能處理該功率。MOSFET 可與熱環路電容器一起布置在狹小的空間以實現非常低的 EMI。這種獨特的峰值開關電流檢測放大器架構把檢測電阻器布設在功率電感器的旁邊 (位於至關緊要的輸入和輸出熱環路的外部),這也降低了EMI。
2MHz、95% 效率、12V、4A 降壓-升壓
圖 1 中的 2MHz、12V、4A 降壓-升壓型穩壓器擁有高達 95% 的效率。這款相對緊湊的設計采用 3mm x 3mm MOSFET 和單個高功率電感器。即使在 48W 功耗條件下,該轉換器的溫升也是很低。在 12V 輸入時,所有組件在室溫基礎上的溫升均不超過 45°C。在 7V 輸入時,在采用標準的 4 層 PCB 且沒有散熱器或冷卻氣流的情況下,最熱組件的溫升小於 55°C。該轉換器在 4A 負載時可處理低至 4V 的短暫輸入瞬變,或在 4V 輸入和 2A 負載條件下 (~25W) 持續地運行。

圖 1:具有高效率的 2MHz、12V、4A 降壓-升壓型電壓穩壓器
LT8390A 的高開關頻率 (600kHz 至 2MHz) 將其與四開關控製器領域區分開來。另外,它還與其較低頻率器件 LT8390 一樣擁有諸多引人注目的特性。LT8390A 具有一個電源良好 (PGOOD) 標記、短路保護功能和一個用於提供輸出或浪湧電流限製的靈活電流限製檢測電阻器。該器件用於實現低 EMI 的擴展頻譜頻率調製 (SSFM) 功能使其非常適合汽車應用。
2MHz 低 EMI 汽車降壓-升壓型 LED 驅動器
LT8391A 是與 LT8390A 對應的一款 2MHz LED 驅動器。兩者的主要分別是 LT8391A 具備 LED 驅動器 PWM 調光特性和 LED 開路故障保護功能。輸出檢測電阻器負責控製流過一串 LED 的電流,這些 LED 的電壓可能位於輸入電壓範圍 (例如:9V 至 16V 汽車電池) 之內。它可在低至 4V 的冷車發動情況下運行,並能承受高達 60V 的輸入瞬態電壓。LT8391A 在 120Hz 提供高達 2000:1 PWM 調光比,而且它能夠使用其內部 PWM 調光信號發生器 (無需外部時鍾) 以實現高達 128:1 的準確調光。
圖 1 中所示的 2MHz LT8391A LED 驅動器專門針對汽車前照燈進行了優化。它采用 AEC-Q100 組件並滿足 CISPR 25 Class 5 輻射 EMI 標準。SSFM 降低了 EMI,而且還在執行 PWM 調光的同時無閃爍地運行。
這款緊湊型設計采用一個小型電感器以及特別小的輸入和輸出 EMI 濾波器。它能在低至 4V 和高達 60V 的輸入電壓下工作。圖示的 4 個同步 MOSFET 可用兩個雙通道 MOSFET 替代,以在需要時減少組件數目。此設計的效率可達 93%。FAULT 標記負責報告短路和開路 LED 情況,此類情況可輕鬆地予以處理。

圖 2:具低 EMI 的 16V、1.5A 汽車降壓-升壓型 LED 驅動器達到 CISPR 25 Class 5 EMI 規格要求

圖 3:LT8390A 的效率 (圖 1 所示電路)
結論
LT8390A 和 LT8391A 是 2MHz、60V 降壓-升壓型控製器,能夠在緊湊的空間調節高功率電壓和電流。低 EMI 架構和 SSFM 功能使得這兩款器件成為低 EMI 應用的理想選擇。
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