為汽車電源提供反向電流保護(hù)和整流的有源整流器控制器LT8672

LT8672 是一款有源整流器控制器，該器件 (與一個(gè) MOSFET) 可在汽車環(huán)境中為電源提供反向電流保護(hù)和整流。在傳統(tǒng)上，這項(xiàng)工作是由一個(gè)肖特基二極管承擔(dān)完成的，相比之下，LT8672 的主動(dòng)保護(hù)擁有一些優(yōu)勢(shì)：

* 極少的功耗* 小、可預(yù)知、穩(wěn)定的 20mV 電壓降* 另外，LT8672 還具有多個(gè)旨在滿足汽車環(huán)境中電源軌要求的特點(diǎn)：* 反向輸入保護(hù)至 –40V* 寬輸入工作范圍：3V 至 42V* 超快瞬態(tài)響應(yīng)* 整流 6VP-P，高達(dá) 50kHz；整流 2VP-P，高達(dá) 100kHz* 用于 FET 驅(qū)動(dòng)器的集成化升壓型穩(wěn)壓器之工作性能優(yōu)于充電泵器件

圖 1 示出了一款完整的保護(hù)解決方案。

對(duì)輸入紋波整流的快速響應(yīng)

汽車標(biāo)準(zhǔn) (ISO 16750 或 LV124) 規(guī)定，汽車電子控制單元 (ECU) 能夠接受一個(gè)具有高達(dá) 6VP-P (在高達(dá) 30kHz 頻率下) 之疊加 AC 紋波的電源。LT8672 用于控制外部 MOSFET 的柵極驅(qū)動(dòng)器足夠強(qiáng)大，能處理高達(dá) 100kHz 的紋波頻率，從而最大限度減小了反向電流。圖 2 示出了此類 AC 紋波整流的一個(gè)例子。

與肖特基二極管相比具有低功耗

當(dāng)采用圖 3 所示的設(shè)置時(shí)，LT8672 (采用 IPD100N06S4-03 作為外部 MOSFET) 的性能堪與一個(gè)肖特基二極管 (CSHD10-45L) 不相上下。這里，位于輸入端上的一個(gè) 12V 電源用于模仿汽車電壓源，而輸出端承載了一個(gè) 10A 的恒定電流。圖 4 示出了這兩種解決方案在穩(wěn)態(tài)情況下的熱性能。當(dāng)未采取冷卻措施時(shí)，LT8672 解決方案的熱性能遠(yuǎn)勝一籌，達(dá)到的峰值溫度僅為 36°C，而肖特基二極管解決方案的峰值溫度則高得多，達(dá)到了 95.1°C。

額外的低輸入電壓操作能力

汽車任務(wù)關(guān)鍵型電路必須能夠在冷車發(fā)動(dòng)情況下運(yùn)行，此時(shí)的汽車電池電壓會(huì)驟降至 3.2V?？紤]到這一點(diǎn)，許多汽車級(jí)電子產(chǎn)品被設(shè)計(jì)成能在低至 3V 輸入的條件下工作。肖特基二極管的可變正向電壓降在冷車發(fā)動(dòng)期間會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，此時(shí)該壓降將產(chǎn)生一個(gè) 2.5V 至 3V 的下游電壓，這對(duì)于有些系統(tǒng)的運(yùn)行而言就過(guò)低了。相形之下，LT8672 解決方案則憑借其穩(wěn)定的 20mV 電壓降保證了所需的 3V，從而簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)并改善系統(tǒng)的堅(jiān)固性。

當(dāng) VBATT 降至 3.2V 時(shí)，LT8672 控制型系統(tǒng) (a) 保持 VIN > 3V，因而使 LT8650S 能保持其輸出 VSYS 穩(wěn)定在 1.8V，而在肖特基二極管系統(tǒng) (b) 中，LT8650S 的輸入電壓 VIN 降至低于其最小工作電壓，故而使它無(wú)法在其輸出 VSYS 上保持 1.8V。

集成化升壓型穩(wěn)壓器

許多替代型有源整流器控制器采用充電泵為柵極驅(qū)動(dòng)器供電。這些解決方案通常不能提供強(qiáng)大的柵極充電電流和一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓，因而限制了連續(xù)整流的頻率范圍和性能。LT8672 的集成化升壓型穩(wěn)壓器可提供一個(gè)嚴(yán)緊調(diào)節(jié)的柵極驅(qū)動(dòng)器電壓和強(qiáng)大的柵極驅(qū)動(dòng)器電流。

結(jié)論

LT8672 能夠?qū)ζ囯娫瓷系母哳l AC 紋波進(jìn)行整流。該器件采用一個(gè)集成化升壓型穩(wěn)壓器以驅(qū)動(dòng)一個(gè) MOSFET，從而在連續(xù)整流過(guò)程中實(shí)現(xiàn)超快瞬態(tài)響應(yīng)，這相對(duì)于充電泵解決方案是一項(xiàng)改進(jìn)。LT8672 采用纖巧型 10 引腳 MSOP 封裝，其具有整流和反向輸入保護(hù)功能以及低功耗和一個(gè)超寬的工作范圍 (這對(duì)于冷車發(fā)動(dòng)是很可取的)。