60 V 输入降压转换器，无需超级电容器或其他附加组件即可为关键电路供电

时间：2022-02-21 10:50:01

关键字：降压稳压器 DCDC

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[导读]LTC®3649 是一款高效率、60V、4A 同步单片式降压型稳压器。该稳压器具有可利用单个电阻器设置的输出电压、内部补偿功能，并可在宽 VOUT 范围内实现高效率。

LTC®3649 是一款高效率、60V、4A 同步单片式降压型稳压器。该稳压器具有可利用单个电阻器设置的输出电压、内部补偿功能，并可在宽 VOUT 范围内实现高效率。

这款降压型稳压器在 3.1V 至 60V 的输入电压范围内工作，并提供了一个从 (VIN – 0.5V) 至地电位的可调轨至轨输出范围，同时可输送高达 4A 的输出电流。另外，开关频率还能利用一个外部电阻器进行调节。提供了一个用户可选的模式输入，以允许用户通过牺牲纹波噪声指标来换取轻负载时的效率提升；突发模式操作可在轻负载条件下提供最高的效率，而强制连续模式则可提供低输出纹波。MODE/SYNC 引脚还可用来使用户能够把开关频率同步至一个外部时钟。

LTC3649 的运作采用了一种峰值电流模式架构，其利用固有的逐周期电流限制保护特性实现了快速瞬态响应。另外，它还拥有可编程输出电流限制、电流监视和输入电压调节功能。

宽 VIN 范围：3.1V 至 60V

宽 VOUT 范围：0V 至 (VIN – 0.5V)

可采用单个电阻器设置 VOUT

集成型 110mΩ 上管 N 沟道 / 50mΩ 下管 N 沟道 MOSFET

12VIN 和 5VOUT 时的效率达 95%

稳定 IQ：440μA，停机 IQ：18μA

在未采用检测电阻器的情况下可提供准确的电流监视 (±4%)

准确的电阻器可编程频率 (300kHz 至 3MHz) 和 ±50% 的频率同步范围

准确的可编程输出电流

适合最大功率点跟踪 (MPPT) 应用的输入电压调节

±0.8% 的输出电压准确度

峰值电流模式操作

可编程导线压降补偿

突发模式 (Burst Mode®) 操作，强制连续模式

内部补偿和可编程软起动

过热保护

采用耐热性能增强型 28 引脚 (4mm x 5mm) QFN 和 TSSOP 封装

LTC3649是一款单片降压型稳压器，能够在 3.1V 至 60V 的输入电压范围内工作，并在高达 4A 的输出电流下有效地产生单个电阻器可编程输出电压。仅这些特性就使其成为适用于 (V IN – 0.5 V) 至地输出电压的引人注目的工业或汽车电源。LTC3649 的一个独特特性是它能够在断电时为关键系统供电，而无需任何额外的组件。

当主电源轨发生故障时，保持电路为关键系统供电，使它们能够在所有可用能量丢失之前的短时间内执行重要的内务管理任务，例如数据保留。典型的保持解决方案采用专用控制器和大型存储电容器，1、2，例如LTC3310和LTC3643。因此，如果关键电路需要大量功率和保持时间，则需要额外的成本和复杂性。但如果所需的保持能量相对较低，则 LTC3649 无需额外电路即可轻松执行此任务。

此处描述的双输出转换器在正常工作条件下作为传统的降压电源工作，但在电源中断期间，转换器本身成为能源，维持对关键电路的编程输出电压。为执行此任务，当输入电压断开时，U1 成为升压转换器，这导致 U1 对其输出电容器放电以提供保持能量。

双输出转换器和保持电路

223498_Fig-1

图 1. 5 V 输出转换器 (U1) 为 3.3 V 输出 (U2) 上的受保护负载提供保持电源。请注意，U1 的 MODE/SYNC 引脚悬空，允许 LTC3649 进入升压模式。

图 1 显示了使用 LTC3649 的保持设计。在正常情况下，未稳压电源轨 V IN （通过阻塞二极管的 V INS ）为基于 U1（转换器 A）的转换器供电。该转换器在降压模式下工作，在 V OUT1上产生一个稳定的 5 V。V INS 连接到基于 U2 的第二个转换器（转换器 B），该转换器在 V OUT2 上为关键负载提供 3.3 V。当 V IN 发生故障时，转换器 A 进入升压模式并通过对其输出滤波电容器 C 01和 C 02放电来维持其编程输出电压 (V INS ) 。电阻器 R IT 和 R IB 编程这个电压电平。U1 产生的 PGOOD (PG) 信号可用于将电源故障传达给可以断开非关键电路以保存能量的系统。MODE/SYNC 引脚悬空以允许 LTC3649 进入升压模式。

223498_Fig-2

图 2. 当输入电压 V IN下降时，转换器 U1 将 V OUT1升压以将 V INS保持在 8 V。V INS提供电源以在 V IN下降后将 V OUT2保持在稳压状态超过 20 ms 。

图 2 显示了 LTC3649 在升压模式下发生的情况。对于捕获的前 7 ms，所有电压都稳定。7 ms，电源关闭；V IN 和 V INS都开始下降。当 V INS 达到 8 V 时，它稳定下来并且 PG 信号改变状态，表明 V OUT1开始崩溃。只要 C 01 和 C 02 充电， V INS就保持在 8 V。V OUT2 在整个过程中保持恒定，在断电后很长时间内为关键负载提供稳定的电源。ADI 公司创建了一个LTspice®模型。