先來看一下寬工作溫度范圍這個問題，電源 IC 在兩個方面受到了挑戰(zhàn)。首先是電源轉(zhuǎn)換，即使在中高效率時，電源轉(zhuǎn)換也要消耗一定量的功率，將其轉(zhuǎn)化為熱量。再加上很寬的環(huán)境工作溫度范圍這一挑戰(zhàn)，這類 IC 的最高結(jié)溫常常能超過 125ºC。即使車身中的電子產(chǎn)品不在汽車的引擎罩內(nèi)，密封塑料封裝的電子控制模塊內(nèi)部的環(huán)境溫度也能達(dá)到 95ºC。由于這些溫度挑戰(zhàn)，許多額定工作溫度為 85ºC 甚至 125ºC 的 IC 都不足以在高溫下持續(xù)工作。因此，在許多這類應(yīng)用中，要求 IC 能夠在溫度高達(dá) +150ºC 時正常工作。

然而，在汽車環(huán)境中還有進(jìn)一步的挑戰(zhàn) (例如較寒冷的環(huán)境溫度)，這就要求能夠升壓至 5V 或者安然度過低壓冷車發(fā)動 (~3V) 至 5V 的轉(zhuǎn)換，在這種情況下，輸入可能低于所希望的輸出。這時通常需要既能夠降壓又能夠升壓的器件。此外，連接到汽車電池輸入的 DC/DC 轉(zhuǎn)換器必須承受由交流發(fā)電機(jī)電壓的偶然偏移或汽車猛然啟動引起的寬電壓擺幅。因此，這里需要提供輸入電壓瞬態(tài)保護(hù)功能的器件。工業(yè)市場與汽車市場有類似的要求，在極端溫度和寬電源電壓范圍方面要求尤其苛刻。

總之，汽車和工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計師面臨的主要挑戰(zhàn)如下：

平衡功耗與高溫工作

抵抗輻射和傳導(dǎo)噪聲，具有低輻射

處理大的電壓瞬態(tài)擺幅

在低壓冷車發(fā)動情況下調(diào)節(jié) 5V 或 (3.3V)

最大限度地減小解決方案尺寸和占板面積

解決這些設(shè)計問題的傳統(tǒng)方法是整合高壓降壓和升壓型開關(guān)，或真正的 4 開關(guān)降壓-升壓型 DC-DC 轉(zhuǎn)換器。然而這類解決方案可能尺寸很大，成本高昂，同時常常需要額外的措施來避免 EMI 問題。滿足上述限制的另一種解決方案運(yùn)用高效率、高壓降壓型充電泵或降壓-升壓型充電泵，這些充電泵具備廣泛的保護(hù)功能、高溫工作能力和高效率。而且，它們僅需要 3 個小型電容器。

簡單的高壓解決方案

凌力爾特公司已經(jīng)開發(fā)出簡單、創(chuàng)新的高壓單片降壓-升壓型和降壓型充電泵 IC，專門用于汽車和工業(yè)應(yīng)用。

第一款這類器件是 LTC3245，這是一款通用型 250mA 高壓降壓-升壓型充電泵。它運(yùn)用開關(guān)電容器分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換方法，以在 2.7V 至 38V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)保持穩(wěn)壓，并產(chǎn)生 3.3V、5V 或 2.5V 至 5V 可調(diào)的穩(wěn)定輸出。內(nèi)部電路自動選擇轉(zhuǎn)換率 (2:1、1:1 或 1:2)，以在輸入電壓和負(fù)載狀況變化時優(yōu)化效率。很小的工作電流 (無負(fù)載時為 18μA，停機(jī)時為 4μA) 和很少的外部組件 (3 個小型陶瓷電容器，無電感器) 使 LTC3245 非常適用于低功率、空間受限的應(yīng)用，例如汽車 ECU / CAN 收發(fā)器電源、工業(yè)內(nèi)務(wù)處理電源和高效率低功率 12V 至 5V 轉(zhuǎn)換。參見以下圖 2 的典型應(yīng)用電路。

圖 2：LTC3245 典型應(yīng)用電路

與傳統(tǒng)開關(guān)穩(wěn)壓器相比，LTC3245 的獨(dú)特恒定頻率架構(gòu)提供更低的傳導(dǎo)和輻射噪聲。該器件能夠以引腳可選的突發(fā)模式 (Burst Mode®) 工作，這使用戶能夠選擇略為增加輸出紋波以換取較高效率 / 降低靜態(tài)電流。該 IC 的其他特點(diǎn)包括很少的外部組件以及用陶瓷電容器可穩(wěn)定、防止啟動時電流過大的軟啟動電路、以及短路和過熱保護(hù)。

LTC3245 采用具有底面導(dǎo)熱焊盤的扁平 (0.75mm) 3mm x 4mm 12 引線 DFN 封裝和具有底面導(dǎo)熱焊盤的 12 引線 MSOP 封裝。E 級和 I 級版本的工作結(jié)溫為 -40ºC 至 +125ºC，而 H 級版本為 -40ºC 至 +150ºC，MP 級版本為 -55ºC 至 +150ºC。