汽車信息娛樂系統(tǒng)需要靈活和可配置的多輸出電源 IC

LTC3375 的 8 個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器可獨(dú)立使用,或并聯(lián)連接,以用單個(gè)共享電感器實(shí)現(xiàn)更大和每輸出高達(dá) 4A 的輸出電流。因?yàn)槎噙_(dá) 4 個(gè)相鄰穩(wěn)壓器可以連接在一起,所以可以有 15 種不同的輸出配置。通過連接 VIN 和 SW 引腳,并將從屬降壓型穩(wěn)壓器的 FB 引腳連接到輸入電源,相鄰降壓型穩(wěn)壓器能以主-從式配置相結(jié)合。所有這些開關(guān)穩(wěn)壓器都是內(nèi)部補(bǔ)償?shù)模瑑H需要外部反饋電阻器來設(shè)定輸出電壓。此外,輸出電壓可以通過 I2C 調(diào)節(jié)。這些開關(guān)穩(wěn)壓器提供兩種工作模式:以突發(fā)模式 (Burst Mode®) 工作 (上電缺省模式) 時(shí)可在輕負(fù)載實(shí)現(xiàn)更高效率;而強(qiáng)制連續(xù) PWM 模式可使輕負(fù)載時(shí)的噪聲更低。I2C 接口可用來選擇工作模式、相位關(guān)系、反饋調(diào)節(jié)電壓和開關(guān)轉(zhuǎn)換率。這些降壓型穩(wěn)壓器提供正向和反向電流限制、啟動(dòng)時(shí)限制浪涌電流的軟啟動(dòng)、短路保護(hù)以及實(shí)現(xiàn)更低輻射 EMI 的轉(zhuǎn)換率控制。其他特點(diǎn)包括芯片溫度監(jiān)視輸出 (通過 I2C 可讀),該輸出指示內(nèi)部芯片溫度; 芯片溫度 (DT) 報(bào)警功能,當(dāng)芯片溫度達(dá)到設(shè)定的警報(bào)門限時(shí),提醒用戶,從而使系統(tǒng)能采取糾正行動(dòng)。LTC3375 采用耐熱增強(qiáng)型、扁平 (0.75mm) 48 引腳 7mm x 7mm 裸露焊盤 QFN 封裝。LTC3375 還有高溫 (H 級(jí)) 版本可選,結(jié)溫額定值為 -40°C 至 +150°C,非常容易滿足高溫汽車工作環(huán)境的要求。

簡化的 LTC3375 三輸出 4A / 3A / 1A 方框圖

圖 1:簡化的 LTC3375 三輸出 4A / 3A / 1A 方框圖

安全與可靠性也是關(guān)鍵

LTC3375 含有系統(tǒng)看門狗電路,可在微處理器損壞的情況下,用來啟動(dòng)自動(dòng)的系統(tǒng)復(fù)位?撮T狗電路監(jiān)視微處理器的活動(dòng)。微處理器需要至少每 1.5 秒改變一次看門狗定時(shí)器輸入 (WDI) 的邏輯狀態(tài),以給看門狗定時(shí)器清零,并防止看門狗定時(shí)器輸出 (WDO) 引腳發(fā)出超時(shí)信號(hào)。

看門狗定時(shí)器在上電復(fù)位后立即開始運(yùn)行,并將保持運(yùn)行,直至在 WDI 輸入上檢測(cè)到轉(zhuǎn)換為止。在這期間,WDO 將處于高阻抗 (Hi-Z) 狀態(tài)。一旦看門狗定時(shí)器超時(shí),WDO 就被拉低,并啟動(dòng)復(fù)位定時(shí)器。如果在復(fù)位定時(shí)器超時(shí)期間,沒有接收到 WDI 轉(zhuǎn)換信號(hào),那么 200ms 之后,WDO 就再次變成 Hi-Z 狀態(tài),1.5 秒看門狗復(fù)位定時(shí)將再次開始。如果在看門狗超時(shí)期間,WDI 輸入接收到了轉(zhuǎn)換信號(hào),那么 WDO 就在 WDI 轉(zhuǎn)換后立即變成 Hi-Z 狀態(tài),1.5 秒看門狗復(fù)位定時(shí)將從這一點(diǎn)開始。

拉低 WDO 可用來強(qiáng)制起控制作用的微處理器復(fù)位。這種復(fù)位能以幾種方式實(shí)現(xiàn)。如果在故障情況下,想給整個(gè)系統(tǒng)斷電,那么可以將 WDO 連接到 KILL 引腳。在這種情況下,WDO 將拉低 KILL,并啟動(dòng)硬復(fù)位 (Hard Reset)。在 200ms 之后,如果在 WDI 上沒有檢測(cè)到轉(zhuǎn)換,那么 WDO 就釋放 KILL,并允許給系統(tǒng)再次加電。在這種情況下,需要提到的重要一點(diǎn)是,定時(shí)電容器 (CT 引腳) 的大小必須確定為:以低于 1.5s (看門狗超時(shí)時(shí)間) 減去硬復(fù)位時(shí)間 (對(duì)于 0.01µF 的 CT 電容器而言是 1s) 所得之差為準(zhǔn),在這個(gè)時(shí)間之內(nèi),系統(tǒng)能上電,并確定 WDI 轉(zhuǎn)換。如果不想這么急劇地進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位,那么可以用 WDO 引腳拉低等待復(fù)位的任何電源之 EN 引腳。在這種情況下,EN 引腳將被強(qiáng)制為低,并持續(xù) 200ms,之后將釋放 EN 引腳,如果需要,可以驅(qū)動(dòng) EN 引腳為高。需要提到的重要一點(diǎn)是,EN 引腳不用低阻抗輸出驅(qū)動(dòng)。

抑制輻射和傳導(dǎo)噪聲

LTC3375 的 PWM 開關(guān)頻率用 400k RT 電阻器在保證的 1.8MHz 至 2.2MHz 范圍內(nèi)準(zhǔn)確微調(diào)至 2MHz。RT 電阻器可用來在 1MHz 至 3MHz 范圍內(nèi)設(shè)定任何工作頻率。這些穩(wěn)壓器還可設(shè)定為強(qiáng)制連續(xù) PWM 工作模式,以甚至在輕負(fù)載時(shí),防止以突發(fā)模式工作。這不僅保持了頻率固定,而且降低了 DC-DC 輸出電容器上的電壓紋波。此外,LTC3375 還可以通過 SYNC 引腳,與一個(gè) 1MHz 至 3MHz 的外部時(shí)鐘同步,以進(jìn)一步降低系統(tǒng)噪聲。

LTC3375 有一個(gè)特殊的功能,允許用戶降低切換邊沿速率,該功能專門用來降低輻射噪聲。通過選擇布局 / 組件以防止產(chǎn)生射頻能量,就可從源頭抑制噪聲。有必要使用屏蔽電感器,且有必要將這些電感器放置在盡可能靠近 LTC3375 的地方。這是因?yàn)椋珹C 電流通過電感器和輸出電容器流到地,再從地返回 LTC3375。從這里也可以清楚地了解,為什么要用寬走線 (大面積更可取) 連接輸出電容器的地與 LTC3375 的地以及相關(guān)的 VIN 輸入去藕電容器的地。

LTC3375 還提供一些附加方法以進(jìn)行源頭抑制。降壓型轉(zhuǎn)換器的開關(guān)轉(zhuǎn)換率可以通過 I2C 調(diào)節(jié)。因?yàn)榻祲盒娃D(zhuǎn)換器是同步的,所以下降和上升時(shí)間可以同時(shí)延長。圖 2 和圖 3 分別顯示了以全速和低速上升和下降的開關(guān)曲線:

降壓型轉(zhuǎn)換器在 2MHz全速上升和下降的開關(guān)曲線

圖 2:降壓型轉(zhuǎn)換器在 2MHz全速上升和下降的開關(guān)曲線

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LT3094 是一款高性能低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器,其具有 ADI 的超低噪聲和超高 PSRR 架構(gòu),適合為噪聲敏感型應(yīng)用供電。該器件可通過并聯(lián)以增加輸出電流和在 PCB 上散播熱量。

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LTM8002:高效率、超低 EMI 降壓型電源 μModule

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LTM8002 是一款 40VIN、2.5A 降壓型μModule® 穩(wěn)壓器。它內(nèi)置了開關(guān)控制器、電源開關(guān)、電感器和所有的支持性組件。該器件支持 3.4V 至 40V 的輸入電壓范圍,和 0.97V 至 18V 的輸出電壓。

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LTM4686 是一款雙通道 10A 或單通道 20A 超薄型降壓 μModule 穩(wěn)壓器。該器件1.82mm 的高度使之可放置到非?拷(fù)載 (FPGA 或 ASIC) 的地方,從而共用一個(gè)散熱器。其 PMBus 接口使用戶能改變主要的電源參數(shù)。

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