低IQ DC/DC控制器帮助延长汽车电池运行时间

时间:2009-08-10来源:Bruce Haug 凌力尔特公司电源产品部产品市场工程师 Johan Strydom 凌力尔特公司电源产品部高级应用工程师

  脉冲串之间的睡眠间隔变化与负载成反比,因为每个脉冲向负载提供有限的能量。在这些睡眠间隔期间,电路损耗主要由静态电流引起,而在负载非常轻的条件下,低IQ的优点凸显出来。然而,当负载增加时,脉冲之间的睡眠间隔变短,而突发操作的时间增加。在设计一款利用突发模式操作的转换器时,需要在效率水平与输出电压纹波之间进行一种权衡折衷。这种权衡就是:要么产生具较长睡眠间隔的少量大脉冲 (此时输出电压纹波较大),要么产生具较短睡眠间隔的较多但较小的脉冲。

  不过,大多数电池供电应用主要关心两个不同的工作状态:或者是备用/休眠模式 (在这种模式,静态电流主导) ,或者是满负载模式。它们往往不以介于这两种模式之间的负载电流工作。因此,与改善所有突发模式条件下的输出电压纹波相比,这个范围内的效率不那么重要,这也是为什么 LTC3857/-1 为限制突发模式纹波而不是改善中间段负载效率而优化的原因。

  在强制连续工作或同步至外部时钟源时,电感器电流允许反向。在这种模式时,轻负载时的效率远低于在突发模式工作时的效率。不过,连续工作有较低输出纹波的优势。

  当配置为脉冲跳跃模式时,电感器电流在任何输出负载情况下都不允许反向。在非常轻的负载条件下,内部电流比较器可以在多个周期中保持跳变状态,并强制外部上端MOSFET在相同数目的周期中处于关断状态 (即:脉冲跳跃)。这种模式像强制连续工作一样,与突发模式工作比较时,呈现出更低的输出纹波。它比强制连续模式提供较高的低输出电流效率,但是不像突发模式工作时那么高。

  效率比较

  LTC3857/-1 的效率曲线如图 3 所示,是图 1 原理图中所示 3.3V 输出的典型情况,图 1 原理图可以从一个 12V 输入提供高达 5A 的电流。在这张图上有两条效率曲线,一条是突发模式工作时的曲线,第二条是连续传导模式工作时的曲线。在输出电流为 1mA 的轻负载时,突发模式工作的转换器具有超过 60% 的效率,这远远高于同一个转换器以连续传导模式工作的效率。此外,这个电路在 100uA 负载电流时仍有 30% 的效率,这仅为满负载的 0.002%。

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关键词: Linear DC/DC 静态电流 突发模式 脉冲跳跃模式 连续传导模式 200908

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