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消除DC-DC轉換器的開(kāi)關(guān)噪聲
dc-dc轉換器常見(jiàn)的問(wèn)題是，當輸入電壓可以高于，低于或等于輸出電壓時(shí)，便會(huì )產(chǎn)生穩定電壓，也就是說(shuō)，轉換器必須同時(shí)執行升壓和降壓功能。使用標稱(chēng)12V電池為車(chē)輛電子設備供電時(shí)，通常會(huì )出現這種情況，其變化范圍可能從發(fā)動(dòng)機冷曲柄（低至3 V）和負載突降（最高100 V），或者由于操作者錯誤而導致電池電壓反向。從SEPIC到4開(kāi)關(guān)拓撲，幾種DC-DC轉換器拓撲都可以執行升壓和降壓操作，但是在沒(méi)有進(jìn)行主動(dòng)開(kāi)關(guān)的情況下，這些拓撲都不會(huì )將輸入電壓直接傳遞到輸出。
一種替代方法是利用一個(gè)控制器，當輸入電壓在特定窗口內時(shí)，該控制器將輸入直接傳遞到輸出。這消除了EMI和開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)使效率最大化（高達99.99％）。例如，LT8210是一個(gè)同步降壓/升壓控制器，可以在“直通”模式下工作，從而允許用戶(hù)設置一個(gè)可編程窗口，輸入將直接傳遞給該窗口。由于無(wú)需主動(dòng)切換FET就可以將輸入電壓直接傳遞至輸出，因此可以實(shí)現超低的I Q操作并消除了開(kāi)關(guān)噪聲。
對于在2.8至100 V的寬輸入電壓范圍內工作的控制器，它可以調節從冷啟動(dòng)期間的最小輸入電壓到未抑制的負載突降的峰值幅度。直通模式只是一種工作模式，控制器仍可以通過(guò)引腳可選的連續導通模式（CCM），脈沖跳躍或突發(fā)模式操作作為常規的降壓-升壓控制器進(jìn)行操作。
直通操作模式
圖1示出了配置為直通操作的電路的簡(jiǎn)化示意圖。輸出調節為8至16V。在本示例中，直通窗口的最高和最低電壓分別由FB2和FB1電阻分壓器設置。
1.通過(guò)直通調節器電路，利用直通模式消除EMI和開(kāi)關(guān)損耗，同時(shí)使效率最大化。該電路建立在LT8210的周?chē)?，并具有配置?至16V的直通操作。
圖2顯示了該電路的輸入/輸出傳輸特性。當輸入電壓高于Pass-Thru窗口時(shí)，控制器將其降壓至穩定的16V輸出（圖3）。如果輸入電壓降到窗口以下，則控制器升壓以將輸出保持在8 V （圖4）。
2.直通操作可在直通輸入電壓窗口內實(shí)現99.9％的效率。
3.直通模式可快速響應80V的未抑制負載突降脈沖，從而將輸出限制為已編程的最大16V。
4.直通模式響應冷彎脈沖
當輸入電壓在Pass-Thru窗口內時(shí)，頂部開(kāi)關(guān)A和D連續導通，從而允許輸出跟蹤輸入，并使器件進(jìn)入低功耗狀態(tài)，并在V IN和V IN上施加典型的靜態(tài)電流。V INP引腳分別為4 μA和18 μA。在這種非開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，既沒(méi)有EMI也沒(méi)有開(kāi)關(guān)損耗，使效率可達到99.9％以上（圖5）。
5.與連續傳導模式效率相比，在直通區域中，效率達到近100％
對于DC-DC轉換器設計者來(lái)說(shuō)，汽車(chē)電池和類(lèi)似的寬電壓范圍電源是一個(gè)復雜的問(wèn)題，需要保護功能以及高效率的降壓和升壓轉換。具有直通功能的同步降壓-升壓控制器將保護功能與寬輸入范圍的降壓-升壓轉換器結合在一起，從而消除了復雜性。直通模式消除了開(kāi)關(guān)損耗和噪聲，同時(shí)實(shí)現了超低靜態(tài)電流（圖6）。在直通模式下，輸出電壓不是常規意義上的調節，而是由可編程電壓窗口限制。
6.控制器在直通區域具有超低靜態(tài)電流。