满足宽范围VIN汽车应用要求的LT8603多输出稳压器

电子设计 2019-04-15 2686

描述

设计说明DN1048 - 简介

汽车具有空间受限的恶劣环境，需要可靠而紧凑的电源供日益复杂的电子系统使用。 LT8603多输出稳压器是一款强大的解决方案，结合了两个高压2.5A和单个1.5A降压稳压器，一个低压1.8A降压稳压器和一个升压控制器，采用紧凑的6mm x 6mm QFN封装。当在以下解决方案中使用时，升压控制器简化了宽输入多输出电源的设计：

具有三个稳压输出的冷车轴耐受汽车电源

四个稳压输出第四个导轨配置为SEPIC

升压通道由其中一个降压调节器供电

具有三个稳压输出的冷启动耐汽车电源

在汽车应用中，需要稳压5V，3.3V和低于2V的电源轨来为各种模拟IC和数字IC供电。需要这些不同的轨道用于内容，处理器I / O和核心。这些电压轨通常由标称12V汽车电池电压V BAT 产生，电压范围为8V至16V。高效降压降压调节器可以覆盖大多数情况，但如果V BAT 在冷启动过程中降至2V几十毫秒，如果直接由V BAT供电，纯降压调节器将失去调节。 LT8603升压控制器的工作电压低至2V，是降压稳压器的理想预调节器。图1显示了冷启动操作的典型应用。当V BAT 降至8.5V以下时，升压控制器输出（OUT4）被调节至8V。两个高压电源可以通过冷启动状态，同时提供恒定的5V和3.3V输出，如图1所示。一旦V BAT 从冷启动器恢复到8V以上，升压控制器只是作为二极管通过。高压电源可以处理高达42V的VBAT。在图1中，低压降压由OUT2供电，通过冷启动事件提供1.2V电压。

四个稳压输出，第四个导轨为SEPIC

如果需要四个稳压输出，升压控制器可作为SEPIC转换器运行。图2显示了配置12V输出SEPIC转换器的LT8603。 12V输出为高压电源提供电源，当VBAT升至24V以上时，例如在更高电压系统或臭名昭着的双电池跳转启动时，它们可以保持高效率运行。降压转换器在高电压和高频率下效率较低，并且可以热限制为较低的输出电流。即使VBAT降至2V（轻负载时），该电路也可以保持对所有四个输出的调节。 SEPIC需要额外的电路来承受永久输出接地短路。

从其中一个电源提供电源

获得四个稳压输出的另一种方法是从一个高压降压稳压器的输出驱动升压调节器，如图3.只要VBAT高于高压电源的最小输入电压，就可以调节所有四个输出。降压调节器限制升压转换器的最大电流，保护升压免受短路影响并限制逐周期电流。

带电荷泵的额外调节电压

可以将电荷泵电路添加到SEPIC电路中，如图4所示，以提供另一个稳压输出。对于不同的输入电压，调节曲线如图4所示。类似地，可以实现负输出电荷泵以产生负轨。

EMI性能

LT8603使用2相时钟。通道1与通道2的相位相差180°，从而降低了电源的峰值输入电流，有助于降低EMI。高密度的电子元件需要仔细平衡散热和EMI性能。 LT8603演示电路DC2114A举例说明了针对低EMI的优化布局，通过了CISPR 25类5峰值限制。图5显示了辐射EMI结果，垂直极化范围为30MHz至1000MHz。输入为14V，每个输出均为1A负载。图6显示了DC2114A的PCB布局。

结论

LT8603提供多功能和紧凑型电源解决方案，将三个降压调节器和一个升压控制器组合成一个小巧的6mm x 6mm QFN封装。每个降压调节器都具有内部电源开关，逐周期电流限制和跟踪/软启动控制。 LT8603的同步整流拓扑结构可提供高达94％的效率。突发模式®操作可将静态电流保持在30μA以下（所有通道均开启），是永远在线系统的理想选择。宽输入范围（2V至42V）和多功能使LT8603成为汽车和其他苛刻应用的理想选择。

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