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60 V輸入單芯片轉(zhuǎn)換器可在沒有超級電容或其他附加元件的情況下為關(guān)鍵電路供電

發(fā)布時間:2019-09-27 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】LTC3649是一款單芯片降壓調(diào)節(jié)器,能夠在3.1 V至60 V的輸入電壓范圍內(nèi)工作,并可在高達(dá)4 A的輸出電流下高效產(chǎn)生單個電阻可編程輸出電壓。僅這些特性就使其成為從VIN – 0.5 V到接地的輸出電壓具有吸引力的工業(yè)或汽車電源。LTC3649的一個獨(dú)特功能是能夠在斷電時為關(guān)鍵系統(tǒng)供電,無需任何額外元件。
 
當(dāng)電源軌發(fā)生故障時,保持電路為關(guān)鍵系統(tǒng)供電,使其能夠在所有可用能量丟失之前的短時間內(nèi)執(zhí)行數(shù)據(jù)保留等重要的管理任務(wù)。典型的保持解決方案采用專用控制器和大型存儲電容,1, 2例如LTC3310和LTC3643。因此,如果關(guān)鍵電路需要大量功率和保持時間,則成本和復(fù)雜性都會增加。但如果所需的保持能量相對較低,LTC3649可以輕松執(zhí)行此任務(wù)而無需額外的電路。
 
這里描述的雙輸出轉(zhuǎn)換器在正常操作條件下用作傳統(tǒng)的降壓電源,但是在電源中斷期間,轉(zhuǎn)換器本身成為能量源,為關(guān)鍵電路保持設(shè)定的輸出電壓。為了執(zhí)行該任務(wù),當(dāng)輸入電壓斷開時,U1變?yōu)樯龎恨D(zhuǎn)換器,這導(dǎo)致U1對其輸出電容放電以提供保持能量。
 
雙輸出轉(zhuǎn)換器和保持電路
 
圖1顯示采用LTC3649的保持設(shè)計(jì)。在正常情況下,未調(diào)節(jié)的電壓軌VIN(VINS通過阻塞二極管)為基于U1的轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換器A)供電。該轉(zhuǎn)換器以降壓模式工作,在VOUT1上產(chǎn)生穩(wěn)定的5 V電壓。VINS連接到基于U2的第二個轉(zhuǎn)換器(轉(zhuǎn)換器B),它在VOUT2上為關(guān)鍵負(fù)載供應(yīng)3.3 V電壓。VIN發(fā)生故障時,轉(zhuǎn)換器A進(jìn)入升壓模式并通過對其輸出濾波電容器C01和C02放電來維持其設(shè)定的輸出電壓(VINS)。電阻RIT和RIB設(shè)定此電壓電平。由U1產(chǎn)生的PGOOD (PG)信號可用于將電源故障傳遞給系統(tǒng),從而斷開非關(guān)鍵電路以保持能量。MODE/SYNC引腳將懸空,以允許LTC3649進(jìn)入升壓模式。
 
60 V輸入單芯片轉(zhuǎn)換器可在沒有超級電容或其他附加元件的情況下為關(guān)鍵電路供電
圖1.5 V輸出轉(zhuǎn)換器(U1)為3.3 V輸出(U2)上的受保護(hù)負(fù)載供應(yīng)保持電源。
 
請注意,U1的引腳MODE/SYNC將懸空,以允許LTC3649進(jìn)入升壓模式。
 
圖2顯示了LTC3649在升壓模式下的運(yùn)行情況。對于捕獲的前7 ms,所有電壓都是穩(wěn)定的。在7 ms時,電源關(guān)閉;VIN和INS都開始下降。VINS達(dá)到8 V時,就會穩(wěn)定并且PG信號改變狀態(tài),表示VOUT1開始崩潰。只要C01和C02充電,VINS就保持在8 V。VOUT2在整個過程中保持恒定,在電源中斷后很長時間內(nèi)為關(guān)鍵負(fù)載提供穩(wěn)定的電源。ADI公司已經(jīng)創(chuàng)建了LTspice®模型。
 
60 V輸入單芯片轉(zhuǎn)換器可在沒有超級電容或其他附加元件的情況下為關(guān)鍵電路供電
圖2.當(dāng)輸入電壓VIN下降時,轉(zhuǎn)換器U1對VOUT1進(jìn)行升壓以將VINS維持在8 V。
 
在VIN降壓后,VINS供電以使VOUT2保持穩(wěn)定超過20 ms。
 
結(jié)論
 
LTC3649是一款具有集成功率MOSFET的單芯片降壓調(diào)節(jié)器。它具有高效率和低靜態(tài)電流,這在許多電池供電系統(tǒng)中非常重要。它還具有很高的通用性、可編程頻率、高達(dá)60 V的寬VIN范圍以及低至接地的輸出電壓范圍。它簡化了汽車和工業(yè)用品的設(shè)計(jì),特別是考慮到其作為保持電路的潛質(zhì)時。
 
 
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