ADI公司的LTC7815是高性能三輸出（降壓/降壓/升壓）同步DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓控制器，能驅(qū)動(dòng)所有的N溝功率MOSFET，恒頻電流模式架構(gòu)允許鎖相開關(guān)頻率高達(dá)2.25MHz，工作頻率4.5V-38V.LTC7815集成了升壓控制器和兩個(gè)降壓控制器，其高效率同步升壓轉(zhuǎn)換器給兩個(gè)下游同步轉(zhuǎn)換器饋電，可在汽車電池電壓下降時(shí)避免出現(xiàn)輸出電壓壓差，這在汽車起停系統(tǒng)中是非常有用的特性。本文介紹了汽車起停系統(tǒng)中為信息娛樂設(shè)備供電的主要特性和起停應(yīng)用原理圖，以及所使用的LTC7815主要特性，框圖，多種應(yīng)用電路，以及演示板DC2738A主要性能，電路圖和材料清單。

在汽車起停系統(tǒng)中為信息娛樂設(shè)備供電

汽車制造商一直宣傳啟停系統(tǒng)有助于節(jié)省燃料。顧名思義，啟停系統(tǒng)在停車時(shí)會(huì)關(guān)閉引擎，而不是空轉(zhuǎn)，然后在需要行駛時(shí)迅速重新起動(dòng)引擎。如果駕駛中需要走走停停，通過避免引擎長時(shí)間空轉(zhuǎn)可以減少排放并節(jié)省燃料。概念非常簡單。例如，如果您在遇到紅燈或火車經(jīng)過時(shí)停車，引擎不應(yīng)運(yùn)轉(zhuǎn)；如果引擎不運(yùn)轉(zhuǎn)，就不會(huì)浪費(fèi)任何能源。與沒配備這種系統(tǒng)的汽車相比，城市交通的燃料消耗降低幅度高達(dá)8%。

駕駛舒適性和安全性并不會(huì)受自動(dòng)啟停功能影響，因?yàn)樵摴δ苤辉谝孢_(dá)到理想的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度時(shí)才激活。如果空調(diào)尚未使座艙達(dá)到所需溫度，電池尚未充分充電，或駕駛員還在轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤，該功能也不會(huì)激活。

自動(dòng)啟停功能由中央控制單元協(xié)調(diào)，該控制單元監(jiān)測來自所有相關(guān)傳感器（包括起動(dòng)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)）的數(shù)據(jù)。如果舒適性或安全性有需要，控制單元將自動(dòng)重新起動(dòng)引擎——例如，如果車輪開始滾動(dòng)、電池電量降至過低或擋風(fēng)玻璃上出現(xiàn)水汽凝結(jié)。此外，大多數(shù)系統(tǒng)可識(shí)別臨時(shí)停車和行程結(jié)束之間的差異。如果駕駛員的安全帶解開，或者車門或行李箱打開，系統(tǒng)不會(huì)重新起動(dòng)引擎。如有需要，按下按鈕即可完全禁用自動(dòng)啟停功能（至少現(xiàn)在是這樣）。但是，當(dāng)引擎重新起動(dòng)，12V電池有可能已經(jīng)降至5V以下，當(dāng)信息娛樂系統(tǒng)開啟或其他電子設(shè)備需要高于5V的電壓時(shí)，可能導(dǎo)致這些系統(tǒng)復(fù)位。有些導(dǎo)航和信息娛樂系統(tǒng)采用5V或更高的輸入電壓工作。當(dāng)輸入電壓在引擎重新起動(dòng)期間降至5V以下，若DC-DC轉(zhuǎn)換器僅具有輸入電壓降壓功能，這些系統(tǒng)將復(fù)位。顯然，汽車在啟停狀態(tài)下重新起動(dòng)時(shí)，音樂播放器或?qū)Ш较到y(tǒng)的復(fù)位是無法接受的。

ADI公司最近推出了三路輸出DC-DC控制器powerbyLinear?LTC7815，該器件在單個(gè)封裝中集成了升壓控制器和兩個(gè)降壓控制器。高效率同步升壓轉(zhuǎn)換器給兩個(gè)下游同步轉(zhuǎn)換器饋電，可在汽車電池電壓下降時(shí)避免出現(xiàn)輸出電壓壓差，這在汽車起停系統(tǒng)中是非常有用的特性。此外，當(dāng)汽車電池的輸入電壓高于其編程的升壓輸出電壓時(shí)，升壓控制器以100%占空比運(yùn)行，僅將輸入電壓直接傳遞至降壓轉(zhuǎn)換器，從而將功耗降至最低。

圖1為LTC7815的升壓轉(zhuǎn)換器向降壓轉(zhuǎn)換器提供10V電壓的原理圖。除了為兩個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器（分別產(chǎn)生5V/7A和3.3V/10A）供電之外，升壓轉(zhuǎn)換器還可用作第三路輸出，提供額外的2A電流。該電路在高達(dá)28VVIN下可保持2.1MHz工作頻率，并在高于28V時(shí)跳周期工作。

LTC7815在啟動(dòng)期間可以以4.5V至38V的輸入電壓工作，并在啟動(dòng)之后保持工作直到輸入電壓低至2.5V。同步升壓轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生高達(dá)60V的輸出電壓，在輸入電壓夠高時(shí)，它可讓同步開關(guān)完全導(dǎo)通，以直通輸入電壓，實(shí)現(xiàn)效率最大化。兩個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器可產(chǎn)生0.8V至24V的輸出電壓，且整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%的效率。低至45ns的最短導(dǎo)通時(shí)間可在2MHz開關(guān)操作中實(shí)現(xiàn)高降壓比轉(zhuǎn)換，從而避開對(duì)噪聲敏感的關(guān)鍵頻段（如AM無線電），并可使用較小的外部組件。

LTC7815可配置為Burst模式?操作，將靜態(tài)電流減小至每通道28μA（三個(gè)通道全部導(dǎo)通時(shí)為38μA），同時(shí)在無負(fù)載條件下調(diào)節(jié)輸出電壓，該特性對(duì)節(jié)省持續(xù)導(dǎo)通系統(tǒng)中的電池運(yùn)行時(shí)間很有用。強(qiáng)大的1.1Ω內(nèi)置全N溝道MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器最大限度地降低了開關(guān)損耗，并提供高于每通道10A的輸出電流，僅受外部組件限制。此外，每個(gè)轉(zhuǎn)換器的輸出電流檢測，通過監(jiān)測電感器（DCR）兩端的壓降或采用單獨(dú)的檢流電阻進(jìn)行。LTC7815的恒定頻率電流模式架構(gòu)可提供320kHz至2.25MHz的可選頻率，或者可同步至相同范圍的外部時(shí)鐘。

圖1.LTC7815起停應(yīng)用原理圖，工作頻率為2.1MHz。

圖2..LTC7815演示板外形圖

TheLTCR7815isahighperformancetripleoutput（buck/buck/boost）synchronousDC/DCswitchingregulatorcontrollerthatdrivesallN-channelpowerMOSFETstages.Constantfrequencycurrentmodearchitectureallowsaphase-lockableswitchingfrequencyofupto2.25MHz.

TheLTC7815operatesfromawide4.5Vto38Vinputsupplyrange.Whenbiasedfromtheoutputoftheboostconverteroranotherauxiliarysupply，theLTC7815canoperatefromaninputsupplyaslowas2.5Vafterstart-up.

The28μAno-loadquiescentcurrentextendsoperatingrunTImeinbatterypoweredsystems.OpTI-LOOpcompensaTIonallowsthetransientresponsetobeopTImizedoverawiderangeofoutputcapacitanceandESRvalues.

TheLTC7815featuresaprecision0.8Vreferenceforthebucks，1.2Vreferencefortheboostandapowergoodoutputindicator.ThepLLIN/MODEpinselectsamongBurstModeoperation，pulse-skippingmode，orcontinuousinductorcurrentmodeatlightloads.

LTC7815主要特性：

nDualBuckplusSingleBoostSynchronousControllers

nWideBiasInputVoltageRange：4.5Vto38V

nOutputsRemaininRegulationThroughColdCrankDowntoa2.5VInputSupplyVoltage

nBuckOutputVoltageRange：0.8V≤VOUT≤24V

nBoostOutputVoltageUpto60V

nLowOperatingIQ：28μA（OneChannelOn）

nRSENSEorDCRCurrentSensing

n100%DutyCycleforBoostSynchronousMOSFETEveninBurstModeROperation

nphase-LockableFrequency（320kHzto2.25MHz）

nprogrammableFixedFrequency（320kHzto2.25MHz）

nVeryLowBuckDropoutOperation：98%DutyCycle

nSmall38-Lead5mm×7mmQFNpackage

LTC7815應(yīng)用：

nAutomotiveAlways-OnandStart-StopSystems

nBatteryOperatedDigitalDevices

nDistributedDCpowerSystems

nMultioutputBuck-BoostApplications

圖3.LTC7815功能框圖

圖4.LTC7815應(yīng)用框圖

圖5.LTC7815典型應(yīng)用電路圖

圖6.LTC7815典型應(yīng)用電路圖：高效寬輸入范圍，2.1MHz雙5V/3.3V穩(wěn)壓器

圖7.LTC7815典型應(yīng)用電路圖：高效寬輸入范圍，600kHz三個(gè)5V/5.8V/18穩(wěn)壓器

演示板DC2738A

Demonstrationcircuit2738Aisatripleoutputsynchronousstep-up/dualstep-downsupplyfeaturingtheLTC?7815.Thedemonstrationcircuitisdesignedfortwobuck5V/8A，3.3V/8Aoutputssuppliedbyaboost10V/7Aoutput.Benefitingfromthisfeature，thebuckoutputsareabletomaintainregulationoverawideinputvoltagerangeof4.5Vto36Vwhichissuitableforautomotiveorotherbatteryfedapplications.Also，thedemonstrationcircuitusesadrop-inlayoutthatthemainbuckcircuitcomponentsfitinanareaofthree-quarterinchesby1.5inches，whilethemainboostcircuitareaisthree-quarterinchesby1.75inches.ThepackagestylefortheLTC7815isa38-pinexposedpadQFN.

Themainfeaturesoftheboardincluderailtracking（buckchannelsonly），aninternal5Vlinearregulatorforbias，separatedRUNpinsforeachoutput，apGOODsignal（CH1only），anovervoltageindicatorforCH3andamodeselectorthatallowtheconvertertoruninCCM，pulse-skippingorBurstMode?operation.Synchronizationtoanexternalclockisalsopossible.TheLT7815datasheetgivesacompletedescriptionoftheseparts，operationandapplicationinformation.Thedatasheetmustbereadinconjunctionwiththisquickstartguidefordemocircuit2738A.

演示板DC2738A主要性能：

圖8.演示板DC2738A測量建立圖

圖9.演示板DC2738A電路圖

演示板DC2738A材料清單：