2.7V 至 40V 單片降壓-升壓型 DC/DC 轉換器增強了輸入功能 在汽車冷車發動和負載突降瞬態時能無

低 EMI 且在 AM 頻段無輻射

LTC3115-1 具有一種低噪聲強制 PWM 模式，兩個開關引腳在該模式中均工作于恒定頻率 (對于任何負載都是如此)，因而產生了一種與工作條件無關的低噪聲頻譜。可預知的頻譜和極少的次諧波輻射可幫助降低干擾并有助于符合嚴格的汽車 EMI 標準。

LTC3115-1 支持高達 2MHz 的開關頻率，這樣基礎開關頻率分量及其所有諧波均可位于 AM 頻段以上，以最大限度地減少對無線電接收的干擾。當圖 2 所示的汽車應用電路在無負載及具有一個 500mA 負載的情況下運作時，LTC3115-1 在 AM 頻段上的頻譜輻射示于圖 6。在這兩種場合中 AM 廣播頻段之內的整個頻率范圍均未遭受任何顯著的頻譜輻射。

圖 6：固定頻率低噪聲 PWM 可最大限度地減少 AM 頻段上的輻射

SW AMPLITUDE：SW 幅度

2MHz FUNDAMENTAL：2MHz 基本開關頻率

AM BAND：AM 頻帶

NO LOAD：無負載

500mA LOAD：500mA 負載

FREQUENCY：頻率

應對多個電源 —— 未穩壓交流適配器、汽車輸入、USB、USB-PD 和 FireWire

為了提高靈活性和提升用戶體驗，很多便攜式電子設備都設計成可配合不同的電源工作。這些電源之間的電壓可能相差很大，尤其是考慮到連接器和電纜壓降時。

在 USB 3.0 情況下，標稱供電電壓為 5V ±5%，但是考慮到可允許的電纜和連接器壓降時，完全符合要求的受電設備必須能在低至 4V 時工作。此外，在瞬態情況下，例如當更多設備插入主機或受電插座時，允許下游 USB 電源軌降到低至 3.67V。

新批準的 USB PD (功率傳送) 規范允許比 USB 高的功率傳送，支持高達 20V 的電源電壓。Firewire 端口提供未穩壓電源軌，其電壓在很大的范圍內變化，視供電設備類別的不同而不同，一般在 9V 至 26V 之間。

普及的交流適配器也許仍然是便攜式設備最常見的電源。典型的交流適配器只是一個變壓器，其后跟著一個橋式整流器，從而提供了非有源調節。而該任務就留給了終端設備，以避免電纜壓降的影響。未穩壓交流適配器設計成以規定的典型輸出電壓提供額定電流。由于輸出電壓是未穩壓，所以輸出電壓是負載電壓的函數，在較輕負載時大幅提高，在重負載時會下降。此外，AC 線電壓允許在 105V 至 125V 之間變化，從而在未穩壓交流適配器輸出額外增加了 10% 的變化。一個 12V 的未穩壓交流適配器在輕負載時產生 17V 或更高的輸出電壓并非不常見。

LTC3115-1 可直接用所有這些便攜式電源以及各種化學組成的電池工作，電池包括鋰 (單節或串聯連接的)、密封鉛酸、3 節或更多節串聯的堿性電池、甚至超級電容器組以適用于備份應用。多個電源可以通過肖特基二極管“或”電路組合在一起。

為了實現更高的效率，通過用低壓差 P 溝道功率 MOSFET 取代肖特基二極管，LTC3115-1 可與理想二極管電源通路 (PowerPath) 控制器相結合，以在多個電源之間實現自動切換。圖 7 顯示了 LTC3115-1 怎樣才能與 LTC4412HV 相結合，以獲得由單節鋰離子電池和未穩壓交流適配器提供的雙輸入 5V 電源。在圖 7 情況下，較低電壓的鋰離子電池輸入端采用了一個串聯 PMOS，同時較高電壓輸入端采用了廉價的肖特基二極管，在這里，肖特基二極管的壓降微不足道。圖 8 就每一個電源輸入，給出了這個電源 (包括轉換器和電源通路) 的總體效率。

圖 7：為了實現高效率，這個雙輸入 5V 電源在電池通路中采用 LTC4412 低損耗電源通路 (PowerPath?) 控制器和 P 溝道 MOSFET 取代了肖特基二極管。廉價肖特基二極管用在較高電壓輸入端，在這里，肖特基二極管的壓降微不足道。

UNREGULATED WALL ADAPTER：未穩壓交流適配器

8V TO 28V：8V 至 28V

LITHIUM CELL：鋰離子電池

圖 8：電源通路和 LTC3115-1 的總體效率

EFFICIENCY：效率

24V 工業軌恢復器及備份

工業控制和監視系統常常采用 24V 總線為 DIN 方式連接的儀器供電，例如可編程邏輯控制器、起動器和傳感器。由于這類總線會遭遇大功率開關負載和可能的故障情況，所以可能在瞬態以及短暫欠壓瞬態時出現訛誤。在嚴重情況下，總線供電甚至可能短暫中斷。在這類情況發生時，要求依然保持為關鍵的軌供電系統供電，以確保對關鍵功能的控制和監視。

此外，在總線出現故障后，很多設備必須保持工作一段時間以啟動受控的停機。圖 9 所示 LTC3115-1 應用是一個 24V 軌恢復器應用，可從帶噪的輸入電源軌提供一個干凈和良好穩定的 24V 輸出軌，該輸出軌在穩定目標上下波動。另外，從圖 10 所示的波形中看出，在總線電源短暫中斷時，這個電源能保持穩定的 24V 輸出。

圖 9：電壓過低情況下的 24V 工業軌恢復器

ALUMINUM ELECTROLYTIC：鋁電解質

圖 10：LTC3115-1 在輸入電壓過低時調節輸出軌

NOISY 24V INPUT RAIL WITH DROPOUT：具壓差的帶噪 24V 輸入軌

RESTORED 24V RAIL (LTC3115-1 OUTPUT)：恢復的 24V 軌 (LTC3115-1 輸出)

CAPACITOR BANK VOLTAGE：電容器組的電壓

結論

LTC3115-1 的靈活性和高效率使該器件非常適用于滿足要求苛刻的新一代汽車電子系統和便攜式設備的需求，尤其是那些能用多種電源工作的設備。該器件內部的電源開關和可編程開關頻率最大限度地減小了電源解決方案的占板面積，從而滿足了便攜式設備及汽車領域日益增加和對電子器件微型化的需求。在以突發模式工作和停機時，LTC3115-1 的靜態電流很低，這延長了電池壽命，方便了在始終工作的汽車應用中的使用。

LTC3115-1 提供低噪聲、固定頻率 PWM 模式，非常適用于噪聲敏感型應用，該模式產生可預測和受到良好控制的 EMI 頻譜，開關邊沿可以同步至一個系統時鐘。在啟動時，內部軟啟動最大限度地減小了浪涌電流，控制通路中的內部分壓器減輕了輸入電壓變化的影響，而且在輸入電壓變化范圍很大的應用中，使環路很容易得到補償。可編程輸入欠壓閉鎖允許啟動該器件的輸入電壓由用戶設定，并允許對遲滯的獨立控制。LTC3115-1 在停機時能徹底斷開輸出與輸入的連接，而且憑借輸出短路保護和過熱停機，還能得到全面保護。