60V輸入單芯片轉(zhuǎn)換器為關(guān)鍵電路供電，無需超級電容或其他附加組件

LTC3649是一款單芯片降壓型穩(wěn)壓器，能夠在3.1 V至60 V的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并在高達(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極具吸引力的工業(yè)或汽車電源，輸出電壓來自（V在– 0.5 V） 接地。LTC3649 的一個獨特特性是，它能夠在斷電時為關(guān)鍵系統(tǒng)供電，而無需任何額外的組件。

當(dāng)主電源軌發(fā)生故障時，保持電路為關(guān)鍵系統(tǒng)供電，允許它們在所有可用能量丟失之前短時間內(nèi)執(zhí)行重要的內(nèi)務(wù)管理任務(wù)，例如數(shù)據(jù)保留。典型的保持解決方案采用專用控制器和大型存儲電容器，1, 2例如 LTC3310 和 LTC3643。因此，如果關(guān)鍵電路需要大量的功率和保持時間，則需要額外的成本和復(fù)雜性。但是，如果所需的保持能量相對較低，則 LTC3649 無需額外電路即可輕松執(zhí)行此任務(wù)。

本文所述的雙輸出轉(zhuǎn)換器在正常工作條件下作為常規(guī)降壓電源工作，但在電源中斷期間，轉(zhuǎn)換器本身成為能量源，保持關(guān)鍵電路的編程輸出電壓。為了執(zhí)行此任務(wù)，當(dāng)輸入電壓斷開時，U1成為升壓轉(zhuǎn)換器，這導(dǎo)致U1對其輸出電容器放電以提供保持能量。

雙輸出轉(zhuǎn)換器和保持電路

圖1.5 V 輸出轉(zhuǎn)換器 （U1） 為 3.3 V 輸出 （U2） 上的受保護負(fù)載提供保持電源。請注意，U1 的引腳 MODE/SYNC 保持懸空狀態(tài)，從而允許 LTC3649 進入升壓模式。

圖 1 示出了采用 LTC3649 的保持設(shè)計。在正常情況下，非穩(wěn)壓軌 VIN（通過阻斷二極管的 VINS）為基于 U1 （轉(zhuǎn)換器 A） 的轉(zhuǎn)換器供電。該轉(zhuǎn)換器在降壓模式下工作，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），該轉(zhuǎn)換器在 VOUT2 上向臨界負(fù)載提供 3.3 V 電壓。當(dāng) VIN 發(fā)生故障時，轉(zhuǎn)換器 A 進入升壓模式，并通過對其輸出濾波電容 C01 和 C02 放電來維持其編程輸出電壓 （VINS）。電阻器 RIT 和 RIB 對此電壓電平進行編程。U1產(chǎn)生的PGOOD（PG）信號可用于將電源故障傳達(dá)給可以斷開非關(guān)鍵電路以節(jié)省能量的系統(tǒng)。MODE/SYNC 引腳保持懸空狀態(tài)，以允許 LTC3649 進入升壓模式。

圖2.當(dāng)輸入電壓VIN下降時，轉(zhuǎn)換器U1升壓VOUT1以將VINS保持在8 V.VINS提供電源，使VOUT2在VIN壓降后保持穩(wěn)壓狀態(tài)超過20 ms。

圖 2 示出了 LTC3649 在升壓模式下發(fā)生的情況。在捕獲的前7 ms，所有電壓都是穩(wěn)定的。在 7 毫秒時，電源關(guān)閉;VIN和VIN都開始下降。當(dāng)VINS達(dá)到8 V時，它會穩(wěn)定下來，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)為臨界負(fù)載提供穩(wěn)定的功率。ADI公司創(chuàng)建了一個LTspice?模型。

結(jié)論

LTC?3649 是一款具集成功率 MOSFET 的單片式降壓型穩(wěn)壓器。它效率高，靜態(tài)電流低，這在許多電池供電系統(tǒng)中非常重要。它還具有高度通用性，具有可編程頻率，寬V。在電壓范圍高達(dá) 60 V，輸出電壓范圍低至地電位。它簡化了汽車和工業(yè)電源的設(shè)計，特別是考慮到其作為保持電路的固有能力時。

審核編輯：郭婷