虽然开关电源非常有效,但所有开关电源都需要一定的功率才能在极低的输出负载或输出负载下工作。管该功率可能较低,但是在能量不足且仍然供电的多个电路处于睡眠模式的应用中,该功率可能太高。了解决这个问题,凌力尔特公司的LTC3857 / -1双输出同步降压控制器采用突发模式,该模式在DC / DC转换器充电时进行了优化。低功耗空闲电流,突发模式,脉冲跳转模式,连续导通模式简介任何需要“始终开启”电源总线的电池供电系统必须在系统其余部分为电源时节省电量。
闭。种状态通常称为睡眠,待机或待机模式,这些系统需要非常低的静态电流。汽油,混合动力汽车和电动汽车中,重要的是具有低静态电流以节省电池电量。待机模式下,这些系统的总功耗应尽可能低,并且随着汽车越来越依赖于电子系统,节省电池电量的压力继续增加。

然开关电源非常有效,恒温阀芯但所有开关电源都需要一定的功率才能在极低的输出负载或输出负载下工作。管该功率可能较低,但是在能量不足且仍然供电的多个电路处于睡眠模式的应用中,该功率可能太高。了解决这个问题,凌力尔特公司的LTC3857 / -1双输出同步降压控制器采用突发模式,该模式在DC / DC转换器充电时进行了优化。球减少了能源消耗。1显示了典型LTC3857电路的详细示意图,该电路在汽车电池上运行,产生3.3V和8.5V的输出。静态电流至关重要LTC3857 / -1是一款双输出,低静态,同步环路DC / DC环路控制器,当输出有效时功耗为50uA。出开始,仅消耗80uA。两个输出都停止时,LTC3857 / -1仅消耗8uA。LTC3857 / -1输入功率范围为4至38V,非常适用于防止汽车中的高压瞬变,在冷启动期间继续运行以及涵盖各种电池化学成分。于其强大的片上MOSFET栅极控制器,输出电流在1A和20A之间,每个输出可设置在0.8和24V之间。外,该装置可在50 kHz至900 kHz的可选固定频率下工作,并可通过其内部锁相环(PLL)与75 kHz至850 kHz的外部时钟同步。LTC3857 / -1的两相工作减少了对输入电容的需求,从而降低了成本并减少了电路板上的可用空间。电流模式架构提供非常简单的环路补偿,出色的电压调节和快速瞬态响应,是快速变化的充电电流的理想选择。个输出都具有可调节的跟踪或软启动功能,以控制激活时间。们在40至85°C的工作温度范围内具有±1%的精确参考电压精度。过测量输出电感(DCR)中的电压降来检测输出电流)或使用可选的检测电阻。过载的情况下,电流崩溃限制了MOSFET的散热,这有助于提高整体可靠性。器件有两种版本:LTC3857是一款完整的器件,包括时钟输出,相位调制,两个正确的电源信号和一个可调电流限制。一版本的LTC3857-1具有正确的功率信号和50 mV的固定电流检测阈值电压。据器件类型,它提供5引脚5引脚5引脚I2QFN,28引脚SSOP和4引脚5引脚I2QFN-28盒。发模式LTC3857 / -1可轻松配置为在高效突发模式,脉冲跳变模式或强制连续导通(CCM)模式下工作。突发模式下,LTC3857-1将向输出电容提供短电流脉冲,然后进入睡眠模式,其中输出功率仅由输出电容提供给负载。2显示了此工作过程的时序图。发模式下的输出纹波与负载无关,只有睡眠间隔的持续时间不同。待机模式下,除了需要快速响应的关键电路外,还会禁用大量内部电路,从而进一步降低器件的静态电流。输出电压充分下降时,待机信号减小,控制器通过在内部振荡器的下一个周期开始时激活上部外部MOSFET来恢复正常工作(突发模式)。外,即使在突发模式下工作,电感器的电流也不能反转。在电感电流达到零之前,LTC3857 / -1内部反向电流比较器禁用较低的外部MOSFET,防止它返回并变为负极。发之间的休眠间隔的变化与负载成反比,因为每个脉冲向负载提供有限量的能量。这些休眠间隔期间,电路损耗主要由静态电流引起,并且在非常低的负载条件下,突出了低IQ的优点。而,随着负载增加,脉冲之间的待机间隔变短并且突发操作时间增加。设计以突发模式工作的转换器时,需要在效率水平和输出电压纹波之间进行折衷。种折衷方案包括产生少量具有较长待机间隔的大脉冲(输出电压的纹波较大),或产生更多但较小的脉冲,待机间隔较长。庭。是,大多数电池供电的应用都集中在两种不同的工作状态:睡眠/待机模式(在此模式下,静态电流占主导地位)或完全充电模式。常,它们不适用于这两种模式之间的充电电流。此,在所有突发模式条件下,该范围内的效率不如改善输出电压的纹波重要。就是为什么LTC3857 / -1可以优化突发模式下的纹波限制,而不是提高中级负载的效率。因在使用外部时钟源强制或同步连续操作的情况下,允许电感器的电流反向。
此模式下,低负载时的效率远低于突发模式。而,连续操作具有较低输出纹波的优点。脉冲跳变模式下配置时,电感电流在任何输出负载下都不能反转。非常低的负载条件下,内部电流比较器可以保持过渡状态几个周期并迫使外部上部MOSFET处于无效状态(即脉冲跳变)在相同的周期数。强制连续操作一样,此模式的输出纹波低于突发模式操作。提供的输出电流输出低于连续强制模式,但不如突发模式高。率比较LTC3857 / -1的效率曲线如图3所示。

是图1所示3.3 V输出的典型情况。1可以从12V输入提供高达5A的电流。图有两条效率曲线,第一条在突发模式有效时,第二条在连续导通模式有效时。电流输出为1 mA的轻负载下,突发模式转换器的效率高于60%,这远高于在连续导通模式下工作的同一转换器的效率。外,该电路仍然具有30%的效率,充电电流为100μA,仅占满负载的0.002%。4示出了突发模式操作和连续导通模式之间的功率损耗的比较。

输出负载小于约300 mA时,有趣的是看到在连续导通模式下工作的转换器如何稳定地消耗。际上,在低负载时,与外部MOSFET的激活和去激活相关的开关损耗是能量消耗的主要原因。低负载的突发模式下,功耗是可变的并且与功率输出成比例。论随着汽油,混合动力和电动汽车总是使用更多的电子系统,在待机,待机或待机模式下节省电池电量的压力,以实现更长的运行时间。加。外,一些电池供电的FPGA进入睡眠模式以监控关键功能,使其能够在整个系统唤醒时快速达到全部运行能力。LTC3857 / -1用于控制正常工作时需要1A和20A输出电流的中等功率DC / DC转换器。外,其突发模式操作显着降低了DC-DC转换器的功耗。
待机模式下,只有一组脉冲用于打开转换器,可以提供必要的输出电容电压。长电池寿命。
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