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消除DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲
dc-dc轉(zhuǎn)換器常見的問題是，當(dāng)輸入電壓可以高于，低于或等于輸出電壓時，便會產(chǎn)生穩(wěn)定電壓，也就是說，轉(zhuǎn)換器必須同時執(zhí)行升壓和降壓功能。使用標(biāo)稱12V電池為車輛電子設(shè)備供電時，通常會出現(xiàn)這種情況，其變化范圍可能從發(fā)動機(jī)冷曲柄（低至3 V）和負(fù)載突降（最高100 V），或者由于操作者錯誤而導(dǎo)致電池電壓反向。從SEPIC到4開關(guān)拓?fù)洌瑤追NDC-DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)涠伎梢詧?zhí)行升壓和降壓操作，但是在沒有進(jìn)行主動開關(guān)的情況下，這些拓?fù)涠疾粫⑤斎腚妷褐苯觽鬟f到輸出。
一種替代方法是利用一個控制器，當(dāng)輸入電壓在特定窗口內(nèi)時，該控制器將輸入直接傳遞到輸出。這消除了EMI和開關(guān)損耗，同時使效率最大化（高達(dá)99.99％）。例如，LT8210是一個同步降壓/升壓控制器，可以在“直通”模式下工作，從而允許用戶設(shè)置一個可編程窗口，輸入將直接傳遞給該窗口。由于無需主動切換FET就可以將輸入電壓直接傳遞至輸出，因此可以實現(xiàn)超低的I Q操作并消除了開關(guān)噪聲。
對于在2.8至100 V的寬輸入電壓范圍內(nèi)工作的控制器，它可以調(diào)節(jié)從冷啟動期間的最小輸入電壓到未抑制的負(fù)載突降的峰值幅度。直通模式只是一種工作模式，控制器仍可以通過引腳可選的連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM），脈沖跳躍或突發(fā)模式操作作為常規(guī)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化示意圖。輸出調(diào)節(jié)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(shè)置。
1.通過直通調(diào)節(jié)器電路，利用直通模式消除EMI和開關(guān)損耗，同時使效率最大化。該電路建立在LT8210的周圍，并具有配置為8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(dāng)輸入電壓高于Pass-Thru窗口時，控制器將其降壓至穩(wěn)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(nèi)實現(xiàn)99.9％的效率。
3.直通模式可快速響應(yīng)80V的未抑制負(fù)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(yīng)冷彎脈沖
當(dāng)輸入電壓在Pass-Thru窗口內(nèi)時，頂部開關(guān)A和D連續(xù)導(dǎo)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。在這種非開關(guān)狀態(tài)下，既沒有EMI也沒有開關(guān)損耗，使效率可達(dá)到99.9％以上（圖5）。
5.與連續(xù)傳導(dǎo)模式效率相比，在直通區(qū)域中，效率達(dá)到近100％
對于DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計者來說，汽車電池和類似的寬電壓范圍電源是一個復(fù)雜的問題，需要保護(hù)功能以及高效率的降壓和升壓轉(zhuǎn)換。具有直通功能的同步降壓-升壓控制器將保護(hù)功能與寬輸入范圍的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器結(jié)合在一起，從而消除了復(fù)雜性。直通模式消除了開關(guān)損耗和噪聲，同時實現(xiàn)了超低靜態(tài)電流（圖6）。在直通模式下，輸出電壓不是常規(guī)意義上的調(diào)節(jié)，而是由可編程電壓窗口限制。
6.控制器在直通區(qū)域具有超低靜態(tài)電流。