具有超快瞬态响应和低功耗的有源整流控制器

LT8672是一款有源整流控制器(与MOSFET一起)为汽车环境中的电源提供反向电流保护和整流。这项工作传统上由肖特基二极管承担,LT8672的有源保护具有许多优点:
  • 最小的功耗
  • 小型,可预测,可调节的20mV电压降
 
LT8672还具有许多功能,可满足汽车环境中的电源轨要求:
  • 反向输入保护至-40V
  • 宽输入操作范围:3V至42V
  • 超快瞬态响应
  • 将6V P-P整流 至50kHz; 将2V P-P整流 至100kHz
  • 用于FET驱动器的集成升压调节器比电荷泵器件性能更好

图1显示了完整的保护解决方案。
 

输入纹波整流的快速响应
汽车标准-ISO 16750或LV124-规定汽车电子控制单元(ECU)可能面临电源, 在高达30kHz时叠加的交流纹波高达6V P-P。控制外部MOSFET的LT8672栅极驱动器足够强大,可以处理高达100kHz的纹波频率,从而最大限度地减少反向电流。这种AC纹波整流的一个例子如图2所示。
低功耗与肖特基二极管相比
LT8672(使用IPD100N06S4-03作为外部MOSFET)的性能可与肖特基二极管(CSHD10-45L)进行比较,其设置如图3所示。此处,输入端的12V电源模拟汽车电压,输出加载10A的恒定电流。稳定状态下两种溶液的热性能如图4所示。在没有冷却的情况下,LT8672解决方案的热性能非常优异,达到峰值温度仅为36°C,而肖特基二极管解决方案达到更高的95.1°C 。

 
超低输入电压操作能力
汽车关键任务电路必须能够在冷启动条件下运行,此时汽车电池电压可能会降至3.2V。考虑到这一点,许多汽车级电子设备的设计工作电压低至3V。肖特基的可变正向电压降可能在冷启动期间出现问题,其中该降低产生2.5V至3V的下游电压,对于某些系统来说操作太低。相比之下,LT8672解决方案可确保所需的3V电压,因为它具有20mV的稳压降,从而可以更轻松地设计电路并提高系统稳健性。
图5显示了使用LT8650S降压转换器作为下游测试系统的比较冷启动测试设置。LT8650S输出在4A的恒定负载下设置为1.8V,其最小输入工作要求为3V。结果如图6所示。

当V BATT  下降到3.2V时,控制LT8672系统(A)保持V IN  > 3V,允许LT8650S以保持其输出V SYS  稳定在1.8V,而在肖特基二极管系统(b)该输入电压V IN  的LT8650S降至最低工作电压以下,防止其输出V SYS保持1.8V 。
集成升压稳压器
许多替代的有源整流器控制器使用电荷泵为栅极驱动器供电。这些解决方案通常不能提供强大的栅极充电电流和稳定的输出电压,从而限制了连续整流的频率范围和性能。LT8672的集成升压调节器提供严格调节的栅极驱动器电压和强大的栅极驱动器电流。
结论
LT8672能够对汽车电源上的高频交流纹波进行整流。它采用集成升压调节器驱动MOSFET,在连续整流期间实现超快响应,这是对电荷泵解决方案的改进。它采用微型10引脚MSOP封装,具有低功耗和超宽工作范围(适用于冷启动)的整流和反向输入保护。

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