采用LT8610A和LT8610AB降低汽车DDR电源的待机电流

当您打开笔记本电脑或智能手机时，您希望等待它启动，但是当您打开汽车时，您就不那么耐心了。通过汽车，消费者希望能够立即访问计算机电子设备，包括导航和信息娱乐系统，汽车制造商努力通过缩短启动时间的设计策略来满足这一需求。其中一种策略是始终保持动态存储器（RAM）有效，即使在点火关闭状态下也是如此。

汽车中使用的DDR3内存工作在1.5V轨道上，峰值负载超过2A的电流 - 优选地由高效DC / DC转换器产生，以最小化散热。在这些应用中，轻载效率对于在汽车不运行时保持电池寿命同样重要。 DDR存储器在待机状态下可从1.5V电压轨消耗1mA - 10mA，但当汽车长时间停放时，从电池吸取10mA电流是不可接受的。该约束排除了使用线性稳压器，其中输入和输出电流相等。另一方面，开关降压（降压）稳压器的输入电流小于负载电流，与降压比成比例：

其中n是效率因子（0到1）。图1显示LT8610AB同步降压稳压器在1mA负载下可实现约83％的效率。对于12V的电池电压和1.5V的1mA负载电流，计算出的输入电流仅为151μA。

从汽车电池到1.5V DDR存储器的直接DC / DC转换

LT8610A和LT8610AB是专为汽车系统设计的单片同步降压稳压器。它们提供3.5A电流，同时仅消耗2.5μA静态电流。围绕它们构建电路很容易。不需要额外的半导体，它们使用廉价的陶瓷电容器，MSOP封装的引线易于焊接和检查。典型的最小导通时间为30ns（保证最大值为45ns），可以设计出具有较大降压比的紧凑型高开关频率降压调节器。图2显示了一个在1.5V时提供3.5A的应用。工作频率为475kHz，以优化效率并保持低于AM无线电频段。

这两个部件都具有出色的汽车环境容错能力。最大输入42V处理负载转储。强大的开关设计和高速电流比较器可在输出短路期间保护器件。最小输入为最差情况3.4V，最大占空比高于99％，压差电压典型值为200mV（1A），所有这些都通过冷启动使输出保持稳定。典型的最小输入电压如图3所示。

以低纹波突发模式工作和最小静态电流保存电池

LT8610A和LT8610AB旨在最大限度地降低整个负载范围内的输出电压纹波。在轻负载时，它们通过降低工作频率和进入突发模式操作来保持效率。即使在非常低的负载下也能保持快速瞬态响应。这一特性与2.5μA的极低静态电流相结合意味着即使在几μA的负载下，LT8610A和LT8610AB也比具有零静态电流的线性稳压器更高效。对于必须避免低频操作的系统，可以通过向SYNC引脚施加逻辑高电平信号或时钟信号来关闭突发模式操作。 LT8610A和LT8610AB之间的区别在于LT8610AB在轻负载时具有更高的效率。这是通过使用增加的突发模式电流限制来实现的，允许在每个开关周期期间提供更多能量并降低给定负载的开关频率。由于开关MOSFET需要固定的能量，较低的开关频率可降低栅极电荷损耗并提高效率。

图4显示了LT8610A与LT8610AB之间的效率差异。对于1mA至100mA的负载，LT8610AB与LT8610A相比，效率提高了10％以上。对增加的突发模式电流限制的折衷是在每个开关周期中提供更多的能量，因此需要更多的输出电容来保持输出电压纹波低。图5将LT8610A和LT8610AB的输出纹波与10mA负载下两个电感值的输出电容进行了比较。除电流限制外，电感选择还会影响突发模式操作中的效率和开关频率。这是因为对于固定的电流限制，较大的电感值可以比较小的特征存储更多的能量。如果轻载时的高效率是最重要的，那么电感值可以增加到超出数据手册中建议的起始值。

更快对于更小的解决方案

对于大多数汽车系统而言，9V至16V是典型的输入电压，因此应用电路通常针对此范围进行优化。图2中的475kHz应用在3.5V至42V的整个输入范围内以设计频率工作。但是，如果我们将正常工作电压限制在16V（42V瞬态），则可以提高工作频率，降低电感器的数值和尺寸。最坏情况下，最小导通时间为45ns，LT8610A和LT8610AB可编程为2MHz，如图6所示。

请注意，当输入电压高于16V时，虽然开关频率降低以保持安全操作，但输出仍保持稳定。 2MHz解决方案与图2中的电路相同，只是RT电阻变为18.2kΩ，电感值和尺寸减小以节省空间。图7显示了两个电感选择的效率与负载。

偏置引脚优化效率

LT8610A LT8610AB使用两个内部nMOSFET，专门针对汽车应用进行了优化。特别是，栅极驱动电路需要低于3V的电压来完全增强FET。为了产生栅极驱动电源，LT8610A / AB包括一个内部线性稳压器，其输出为INTVCC引脚（不要通过外部电路加载INTVCC）。

一个重要特性是这个内部稳压器可以从V IN 引脚或BIAS引脚吸取电流。如果BIAS引脚保持开路，则从V IN 中提取栅极驱动电流。但是，如果将3.1V或更高的电压连接到BIAS引脚，则会从BIAS吸取栅极驱动电流。如果BIAS电压低于V IN ，内部线性稳压器将使用较低电压电源更有效地运行，从而提高整体效率。

图1中的效率数据，在BIAS引脚打开的情况下记录4和7。毕竟，如果1.5V输出是唯一存活的轨道，那么可能没有合适的位置来连接BIAS引脚。但是，如果有3.3V或5V电源，请将其连接到BIAS引脚，即使在待机或熄火条件下没有电源也是如此。图8显示了连接到BIAS的3.3V电源和没有电源的效率。在计算总效率时，我们已经包括从3.3V电压轨获得的功率，并假设它的效率为85％。

注意外部供电的好处由于栅极驱动电流更高，BIAS在更高的工作频率下更大。与LT8610AB相比，LT8610A还可以从外部偏置中获益更多 - AB增加的突发模式电流限制可以降低给定负载的工作频率。

不仅仅是内存

LT8610AB是其他汽车用品的理想调节器，包括3.3V和5V电源，效率高于90％，如图9所示汽车应用的一个重要考虑因素是冷启动和怠速停止瞬变期间电源的行为，此时12V电池的电压可能降至4V以下。 LT8610AB的占空比高达99％，可在尽可能低的输入电压下提供输出调节。图10（a）显示了压差。这是V IN 和V OUT 之间的差异，因为输入电压朝着预期的输出调节电压减小。 LT8610AB还具有出色的启动和压降特性，可根据输入电压产生可预测且可靠的输出电压。图10（b）显示了输入电压从零上升到10V并回到零时的输出电压。

结论

LT8610A和LT8610AB具有低元件数，低最小输入电压，低静态电流和宽负载范围内的高效率。这些特性使它们成为汽车应用中DDR存储器备用电源的首选解决方案。