60V输入单芯片转换器为关键电路供电

Victor Khasiev

LTC3649是一款单芯片降压调节器，能够在3.1 V至60 V的输入电 压范围内工作，并可在高达4 A的输出电流下高效产生单个电阻可编程输出电压。仅这些特性就使其成为从 (VIN – 0.5 V)V到接地的 输出电压具有吸引力的工业或汽车电源。LTC3649的一个独特功能是能够在断电时为关键系统供电，无需任何额外元件。

当电源轨发生故障时，保持电路为关键系统供电，使其能够在 所有可用能量丢失之前的短时间内执行数据保留等重要的管理 任务。典型的保持解决方案采用专用控制器和大型存储电容，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，则成本和复杂性都会增加。但如果所需的保持能量相对较低，LTC3649可以轻松执行此任务而无需额外的电路。

这里描述的双输出转换器在正常操作条件下用作传统的降压电源，但是在电源中断期间，转换器本身成为能量源，为关键电路保持设定的输出电压。为了执行该任务，当输入电压断开时，U1变为升压转换器，这导致U1对其输出电容放电以提供保持能量。

双输出转换器和保持电路

图1. 5 V输出转换器(U1)为3.3 V输出(U2)上的受保护负载供应保持电源。请注意，U1的引脚MODE/SYNC将悬空，以允许LTC3649进入升压模式。

图1显示采用LTC3649的保持设计。在正常情况下，未调节的电压轨 VIN(VINS通过阻塞二极管)为基于U1的转换器（转换器A）供电。该转换器以降压模式工作，在 VOUT1上产生稳定的5 V电压。VINS连接到基于U2的第二个转换器（转换器B），它在 VOUT2上为关键负载供应3.3 V电压。 VIN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C01和 C02放电来维持其设定的输出电压VINS。电阻 RIT和 RIB设定此电压电平。由U1产生的PGOOD(PG)信号可用于将电源故障传递给系统，从而断开非关键电路以保持能量。MODE/SYNC引脚将悬空，以允许LTC3649进入升压模式。

图2. 当输入电压 VIN下降时，转换器U1对 VOUT1 进行升压以将 VINS维持在8 V。在 VINS降压后，VIN 供电以使 VOUT2 保持稳定超过20 ms。

图2显示了LTC3649在升压模式下的运行情况。对于捕获的前 7 ms，所有电压都是稳定的。在7 ms时，电源关闭； VIN 和 VINS都开始下降。 VINS达到8 V时，就会稳定并且PG信号改变状态，表示 VOUT1开始崩溃。只要 C01 和 C022充电，VINS就保持在8 V。 VOUT2在整个过程中保持恒定，在电源中断后很长时间内为关键负载提供稳定的电源。ADI公司已经创建了LTspice®模型。

结论

LTC3649是一款具有集成功率MOSFET的单芯片降压调节器。它具有高效率和低静态电流，这在许多电池供电系统中非常重要。它还具有很高的通用性、可编程频率、高达60 V的宽 VIN 范围以及低至接地的输出电压范围。它简化了汽车和工业用品的设计，特别是考虑到其作为保持电路的潜质时。

审核编辑：郭婷