严酷的汽车环境要求高性能电源转换

汽车和重型设备环境对任何类型的电子产品而言都是非常严酷的。宽工作电压要求结合大的电压瞬态和宽温度变化范围，这些因素合起来使电子系统处于非常艰难的工作环境。使考虑因素更加复杂的是，电子系统中的电压轨数量也在增加。例如，一个典型的导航系统可能有6个或更多不同的电源，包括8.5V、5V、3.3V、2.5V、1.8V和1.5V。同时，随着组件数量的增加，可用空间也在不断缩小。因此，由于空间限制和高温条件，高效率转换以最大限度地降低功耗变得更重要了。

结果，一个用于汽车和卡车的良好开关稳压器需要规定在4V至60V的宽输入电压范围内工作。60V的额定值为通常箝位在36V至40V范围的12V系统提供了良好的裕度。此外，在卡车和重型设备中能见到的双电池应用中，由于其24V标称电池电压，甚至需要更高的工作电压。这类应用大多数箝位到58V最高工作电压，因此60V额定值通常足够了。汽车和卡车上需要过压箝位，以限定发动机启动器的电感性回扫电压所引起的瞬态电压最大值。

有很多汽车和卡车系统即使车辆发动机未运行时也需要连续供电，例如遥控车门开启系统和报警系统。就这类始终保持接通的系统而言，拥有一个具低静态电流的DC/DC转换器是非常重要，因为在处于休眠模式时可最大限度地延长电池运行时间。在这类环境中，稳压器以通常的连续开关模式运行，直至输出电流降至低于预先设定的30mA至50mA左右的门限为止。低于这个值以后，开关稳压器必须进入突发模式（BurstMode？）工作，以将静态电流降低到数十uA范围之内，从而降低从电池吸取的功率，以延长电池运行时间。

由于60V输入的DC/DC转换器供货不足，因此有些设计师转而求助于基于变压器的拓扑或外部高压侧驱动器，以在电压高达60V时工作。其它一些设计师则采用需要额外电源级的中间总线转换器。这两类替代性解决方案都提高了设计复杂性，而且在大多数情况下，降低了总体效率。不过，凌力尔特公司提供了LTC3890。这是一个日益扩大的60V输入降压型开关稳压控制器系列的最新器件，该系列解决了上述汽车和卡车应用中遇到的很多关键问题。图1显示了LTC3890将9V至60V输入转换成3.5V/5A和8.5V/3A输出应用中的工作原理图。

LTC3890/-1是一个高压双输出同步降压型DC/DC控制器，在一路输出运行时仅消耗50uA电流，而在两路输出都启动时，则消耗60uA。当两个输出都关断时，LTC3890/-1仅消耗14uA电流。其4V至60V的输入电源范围用来保护该器件免受高压瞬态影响，并在汽车、重型设备和卡车冷车发动以及涵盖多种输入电源和电池化学组成时连续工作。在输出电流高达20A时，每路输出都可以在0.8V至24V的范围内设定，而且效率高达98%，从而使该器件非常适用于12V或24V汽车、卡车、重型设备以及工业控制应用。

LTC3890/-1以50kHz至900kHz的可选固定频率工作，并可用其锁相环（PLL）同步至75kHz至850kHz的外部时钟。在轻负载时，用户可以选择连续工作、脉冲跳跃和低纹波突发模式工作。LTC3890的两相工作降低了输入滤波和电容要求。其电流模式架构提供方便的环路补偿、快速瞬态响应和卓越的电压调节。通过测量输出电感器（DCR）两端的压降完成输出电流检测，以实现最高效率，或者也可以用可选检测电阻器完成输出电流检测。电流折返在过载情况下限制MOSFET产生的热量。这些特点结合仅为95ns的最短接通时间，使该控制器成为高降压比应用的理想选择。

该器件有两种版本：LTC3890是全功能器件，其功能包括时钟输出、时钟相位调制、两个单独的电源良好输出、以及可调电流限制。LTC3890-1没有这些额外的功能，采用28引脚SSOP封装。LTC3890采用32引线5mmx5mmQFN封装。