LDO

盛群(Holtek)TinyPower低電壓差電源穩壓IC新推出HT73Hxx低靜態電流系列。該系列産品允許高達40V輸入電壓與提供2.5µA低靜態電流，且輸出電流高達250mA，輸出電壓精度達±1.5%。 內置過電流和過溫度保護功能，另外提供晶片致能腳位，當設置該腳位爲低，電流可進一步降至0.1µA，同時此腳位支持輸出快速放電功能，工程師可藉由這些功能設計出應用領域更廣泛，特性更佳的産品。 HT73Hxx系列提供的封裝有SOT89、SOT23-5和8SOP-EP，可以廣泛使用於各式需求高輸入電壓的工業與高串數電池應用，如智能電錶、電動工具機以及傳感器設備等。

盛群(Holtek)TinyPower低電壓差電源穩壓(LDO)IC新推出HT75Hxx低靜態電流系列。該系列産品允許高達40V輸入電壓與提供2.5µA低靜態電流，且輸出電流高達150mA，輸出電壓精度達±1.5%。 內置過電流和過溫度保護功能，另外提供晶片使能腳位元，當設置該腳位爲低，電流可進一步降至0.1µA，同時此腳位支援輸出快速放電功能。工程師可藉由這些功能設計出應用領域更廣泛、特性更佳的産品。 HT75Hxx系列可以廣泛使用於各式需求高輸入電壓的工業與高串數電池應用，如智慧電錶、電動工具機以及傳感器設備等。其提供的封裝有SOT89、SOT23-5和8SOP-EP。

穿過隔離層移動訊號和電源對設計工程師而言是一項常見的挑戰。為了提高安全性和抗噪，或產生較大的電位元差時，可能需要在不同系統領域間進行隔離。如手機充電器透過內部隔離，可以在連接器短路時防止用戶觸電。而在工廠機器人等其他應用中，敏感控制電路單獨接地，並與產生較大直流電流、噪音和接地反彈的馬達進行隔離。 通訊和感應通常在隔離層中進行。具有控制器區域網路(CAN)或CAN靈活資料傳輸速率(FD)通訊協定的汽車應用，透過整合隔離和收發器元件的隔離式CAN收發器，可以將這些訊號和汽車的高壓側隔離。工業應用也可以使用CAN協定和RS-485協定進行遠距離序列通訊。與隔離CAN和CANFD訊號雷同，設計工程師可以使用專門為RS-485協定設計的隔離式收發器。保護繼電器使用隔離式電流和電壓感測器來感測電網中的電力輸送。牽引逆變器和馬達驅動器接收馬達控制器發出的脈衝寬度調變訊號，然後訊號經過隔離器向閘極驅動器發出開啟或關閉絕緣柵雙極電晶體的指令。 隔離偏置轉換器可透過從隔離層一側提供另一側偏置電源，實現隔離通訊和感應。電流和電壓感測器、數位隔離器和閘極驅動器通常需15W以下甚至低至幾十毫瓦的電源。圖1為上述每個應用的範例。 圖1　隔離式偏置應用 隔離式DC/DC偏置電源應用多 無論是具有外部電源開關的控制器、集結了多個電源開關和控制器的轉換器，或是整合控制器、電源開關和變壓器為一體的電源模組，都有許多可提供隔離式偏置電源的解決方案。因為偏置電源解決方案的種類廣泛，涉及的應用也五花八門，為了以最低成本符合各類規格，全面瞭解應用需求至關重要。設計人員至少應該瞭解偏置電源的輸入電壓範圍、輸出電壓和輸出功率需求。 有些應用需要多個偏置電壓，因此確定每個輸出的可接受調節範圍為關鍵。隔離等級、操作環境溫度範圍、電磁干擾(EMI)和電磁相容性(EMC)等系統要求會進一步影響設計決策。表1從較廣泛的角度展示隔離式偏置轉換器的四種規格範例。 接下來介紹隔離式偏置電源拓撲的一些範例。 返馳式架構靈活調節/隔離/輸出 返馳式轉換器是一種眾所皆知的拓撲架構，數十年來被廣泛應用。這種電源轉換器因擁有靈活性和低成本等特點，可用於多種應用。透過整合場效電晶體(FET)和一次側控制等增強功能，這種拓撲結構更受矚目。 相較順向、推挽和半橋型等降壓拓撲，返馳式拓撲僅需要一個初級開關、一個整流器和一個類似變壓器的耦合電感器，如圖2為轉換器的簡化電路圖。當初級開關打開時，輸入電壓會施加在初級線圈上，在變壓器的氣隙內儲存能量。在這種情況下，僅有輸出電容器能給輸出負載供電。初級開關關閉時，儲存在變壓器中的能量通過整流器輸送到次級側，為負載和輸出電容器供電。 圖2　返馳式轉換器 返馳式轉換器完全可作為偏置轉換器，原因為返馳式轉換器能在一個轉換階段內實現調節和隔離，也可靈活用於多個輸出。因此讀者可選擇輸出繞組的數量，隨後在變壓器上纏繞線圈，借此支援自身選擇的配置。輸出繞組上的電壓是工作週期和初級到次級繞組匝數比的函數；同時為滿足系統隔離需求，也可以將每個輸出端作為不同的接地基準點。此外，返馳式轉換器的其他優勢，包括相對較低的成本和寬輸入輸出工作電壓範圍。 為實現最佳性能，正確設計返馳式變壓器非常重要。變壓器應有良好的耦合力且漏電感低，以實現最高效率和最佳調節，尤其是在多輸出的情況下。然而還必須限制初級和次級側間的寄生電感，以防止產生過多的電磁干擾(EMI)。 隔離式偏置電源拓撲實現穩定控制 如德州儀器(TI)用於搭建隔離式偏置電源的專用拓撲—Fly-Buck轉換器，其工作輸入電壓可高達100V。與返馳式轉換器相同，金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)通常整合在積體電路(IC)內，可輕鬆實現初級側控制。圖3所示為Fly-Buck轉換器。該拓撲採用同步降壓轉換器和耦合電感器來產生一個或多個隔離式輸出；當高側開關打開時，初級側則作為降壓轉換器運作，次級繞組電流為零；而當高側開關關閉且低側開關打開時，初級側則利用其儲存的能量對次級側供電。 圖3　Fly-Buck轉換器 推挽式變壓驅動器彈性又降噪 推挽式變壓驅動器是適用於低噪聲、小型隔離式電源的常用解決方案，由具有嚴格電壓調節功能的輸入軌供電，以開環模式運作，固定工作週期50%。整合MOSFET到積體電路中，可實現緊湊的電磁解決方案。 圖4所示為推挽式拓撲。推挽式拓撲是順向雙端拓撲，有兩個MOSFET作為接地基準，因此毋須外部自舉電路。與單端順向拓撲轉換器類似，FET的電壓應力是輸入電壓的兩倍。兩個MOSFET每隔半個週期切換一次，工作週期為50%，驅動變壓器裡中心抽頭的繞組。 圖4　推挽式變壓驅動器 同步降壓轉換器非常普遍，因而使得Fly-Buck轉換器拓撲備受青睞。由於回饋迴路可以在初級輸出電壓處閉合，該轉換器不需要額外的輔助繞組或光絕緣器來進行控制。同時，因耦合電感器的結構靈活，匝數比、額定絕緣等級、次級繞組數和PWM工作週期都可控制，因此適用於多種應用。 與返馳式轉換器相同，耦合電感器也必須合理設計，尤其注意要在限制初級到次級的寄生電容時控制漏電感。對於需要100V以上輸入的應用，可以使用具有外部MOSFET的Fly-Buck轉換器。 推挽式變壓驅動器是一種普遍的隔離式偏置電源解決方案，原因是其具有靈活性，能支援多路輸出；其開環配置省去回饋迴路，進而簡化設計。該變壓器具有較低的初級和次級電容，相較返馳式和Fly-Buck轉換器能降低共模噪音。此外，推挽式拓撲能更有效利用變壓器鐵芯的磁化電流，以實現比返馳式和Fly-Buck轉換器更小的磁解決方案。 即使變壓驅動器具有許多優點，但也應注意權衡利弊。不同於返馳式和Fly-Buck轉換器，變壓驅動器不支援寬輸入電壓範圍，需要嚴格調節輸入電壓；且由於沒有閉合迴路，不容易滿足輸出電壓反饋調節需求，可能需要低壓差線性穩壓器(LDO)。 電源模組常搭配隔離式偏置轉換器 電壓模組具有數十年的發展歷史。這類解決方案非常普遍，與離散式電源相比可顯著提高整合度。電源模組種類繁多，可提供輸入電壓、輸出電壓、輸出功率、輸出數量、隔離等級和調節等選項。 一般電源模組內部運作的原理，其拓撲包括變壓驅動器，與離散式拓撲雷同；某些元件可能整合成一個輸出LDO作為調節。 電源模組為大部分的隔離式偏置轉換器應用提供多種選項，因為毋須規定、設計或選擇變壓器，可以大幅簡化設計過程，只需加入輸入和輸出去耦電容就可以開始設計。同樣地，也提供同步、輸出電壓選擇、賦能和錯誤訊號等其他選項。 在使用專門配置輸出數量和變壓器匝數比的模組時，可能會降低靈活性。與額定環境溫度為125℃的模組相比，55℃和85℃選項的模組更受青睞；同樣地，採用完全增強式隔離的模組數量也不及採用功能型或基本隔離的模組。 未來偏置解決方案趨向整合 變壓器設計的創新和更高頻率的拓撲可使IC設計者將變壓器和矽整合到一個IC中，而終端用戶不需再設計變壓器或降低系統性能，便能獲得小型輕量級的隔離式DC/DC偏置電源。圖5所示為德州儀器偏置電源UCC12050的原理圖，儘管看起來與具有整合功率級和整流器的電源模組類似，但研究其運作後發現，其開關頻率比電源模組高很多。 圖5　UCC12050隔離式DC/DC偏置電源 相較開關頻率較低的其他電源，該電源的高度和重量都顯著降低；若使用內部拓撲控制方案，毋需LDO或外部回饋元件即可實現閉合迴路運作，因此可為各種隔離式DC/DC偏置電源應用帶來許多優勢。其設計使用EMI最佳化變壓器，初級側至次級側之間的電容僅為3.5pF，採用雜訊控制方案。毋需鐵氧體磁珠或LDO，雙層PCB解決方案本身即符合CISPR32B類標準。該裝置性能強勁，增強型隔離額定值為5kVrms，額定工作電壓為1.2kVrms，可在125℃環境溫度下運作。該裝置系列還包括UCC12040，其基本隔離額定值為3kVrms，額定工作電壓為800Vrms。 表2則對上述各種拓撲進行比較，可藉此看出，具有外部變壓器的拓撲能帶來較大的靈活性，而電源模組和UCC12050簡便易用。 現今已有許多隔離式電源可以選擇，但仍須瞭解輸出數量、調節需求、輸出功率、隔離等級、工作溫度和輸入電壓範圍等系統級規格。 (本文作者為德州儀器業務主管)

透過總結上個世紀的經驗，汽車製造商對會干擾運作、造成損壞的電子狀況和瞬變進行分類。國際標準組織(ISO)對業界知識進行編譯，並制定出適用於道路車輛的ISO 16750-2和ISO 7367-2規範。汽車電子控制單元(ECU)使用的電源至少應該能夠承受這些狀況，且不造成損壞。至於關鍵系統，則必須保持功能性和容差。這需要電源透過瞬變調節輸出電壓，以保持ECU運作。在理想的情況下，完整的電源解決方案毋需使用保險絲，而可以最大限度地降低功耗，且採用低靜態電流，在不耗盡電池電量的情況下保持支援系統開啟。 ISO 16750-2合併多方案解決汽車電子系統挑戰 在最近的反覆運算中，ISO 7367-2電磁相容規範主要介紹來自相對較高的阻抗源(2Ω至50Ω)的大幅度(>100V)、短時持續(150ns至2ms)瞬變。這些電壓峰值通常可以使用被動元件消除。圖1顯示定義的ISO 7367-2脈衝1，以及增加的330μF旁路電容。電容將尖峰幅度從-150V降低至-16V，完全在反向電池保護電路支援的範圍內。ISO 7367-2脈衝2a、3a和3b的能耗遠低於脈衝1，所需的抑制電容也更少。 圖1　ISO 7367-2：具備和不具備330μF旁路電容的脈衝1 ISO 16750-2主要介紹來自低阻抗源的長脈衝。這些瞬變無法輕鬆過濾，通常需要使用基於穩壓器的主動式解決方案。一些更具挑戰性的測試包括：負載突降(測試4.6.4)、電池反接(測試4.7)、疊加交變電壓測試(測試4.4)，以及引擎啟動工況(測試4.6.3)。圖2顯示了這些測試脈衝的視圖。ISO 16750-2中所示條件的差異性，加上ECU對電壓和電流的要求，通常需要合併使用這些方案，以滿足所有要求。 圖2　更嚴格的ISO 16750-2測試概述 TVS/降壓穩壓器慎防負載突降 負載突降(Load Dump)(ISO 16750-2：測試4.6.4)屬於嚴重的瞬態過壓，其模擬電池斷開，但交流發電機提供大量電流的情況。負載突降期間的峰值電壓被分為受抑制電壓或未受抑制電壓，由三相交流發電機的輸出是否使用雪崩二極體來決定。受抑制的負載突降脈衝限制在35V，不受抑制的脈衝峰值範圍則為79V至101V。無論是處於哪種情況，因為交流發電器定子繞組中儲存了大量的電磁能量，所以可能需要400ms進行恢復。雖然大部分汽車製造商使用雪崩二極體，但隨著人們對可靠性的要求不斷增高，使得一些製造商要求ECU的峰值負載突降電壓必須接近未受抑制情況下的電壓。 解決負載突降問題的方法之一，就是添加瞬變電壓抑制器(TVS)二極體，從局部箝位ECU電源。更精小、容差更嚴格的方法則是使用主動湧浪抑制器，例如LTC4364，該抑制器以線性方式控制串接的N通道MOSFET，將最大輸出電壓箝位至使用者配置的水準(例如27V)。湧浪抑制器可以幫助斷開輸出，支援可配置限流值和欠壓鎖定，且可使用背靠背NFET提供通常需要的反向電池保護。 對於線性穩壓功率元件，例如湧浪抑制器來說，其所存在的隱患在於，在負載突降期間限制輸出電壓，或者在短路輸出期間限制電流時，N通道MOSFET可能功耗較大。功率MOSFET的安全工作區域(SOA)限制最終會限制湧浪抑制器能夠提供的最大電流。它還提出了在N通道MOSFET必須關閉，以避免造成損壞之前，必須保持穩壓的時長限制(通常使用可配置計時器針腳設置)。這些SOA導致的限制隨著工作電壓升高變得更加嚴重，而增加了湧浪抑制器在24V和48V系統中使用的難度。 更具擴展性的方法是使用降壓穩壓器，該穩壓器可在42V輸入下運作。切換開關穩壓器與線性穩壓器不同，其並無MOSFET SOA限制，但顯然它更加複雜。降壓穩壓器的效率支援實施大電流操作，其頂部切換開關則允許輸出斷開，並支援電流限制。至於降壓穩壓器靜態電流問題，已由最新一代元件解決，這些元件僅消耗幾微安培電流，在無負載條件下也能保持穩壓。透過使用Silent Switcher技術和展頻技術，切換開關雜訊問題也得到大幅的改善。 此外，有些降壓穩壓器能按100%工作週期運作，保證頂部切換開關持續開啟，透過電感將輸入電壓傳輸到輸出。在過電壓或過電流條件下，會觸發切換開關操作，以分別限制輸出電壓或電流。這些降壓穩壓器作為切換開關湧浪抑制器使用，實現低雜訊、低損耗操作，同時保持切換開關模式電源的可靠性。 理想二極體控制器驅動降反向電壓功耗 當電池終端或跳線因為操作員故障反向連接時，會發生反向電壓條件(也稱為反向電池條件)。相關的ISO 16750-2脈衝(測試4.7)反覆對DUT施加-14V電壓，每次60秒。關於此測試，有些製造商增加了自己的動態版本，在突然施加反向偏置(4V)之前，先起始地為此元件供電(例如VIN=10.8V)。 快速研究資料手冊後發現，很少有IC設計可以接受反向偏置，其中IC的絕對最小針腳電壓一般限制在-0.3V。低於地的電壓如果超過一個二極體的電壓，會導致額外電流流過內部接面，例如ESD保護元件和功率MOSFET的二極體。在反向電池條件下，極化旁路電容(例如鋁電解電容)也可能受到損壞。 肖特基二極體可以防止反向電流，但在正常運行期間，正向電流更高時，這種方法會導致更大功耗。圖3所示為基於串接P通道MOSFET的簡單保護方案，這種方案可以降低功耗損失，但在低輸入電壓下(例如發動機啟動)，因為元件門檻電壓的原因，這種方案可能無法順暢運行。更加有效的方法是使用理想二極體控制器，以驅動串列N通道MOSFET，該MOSFET在負電壓時切斷輸入電壓。正常運作期間，理想二極體控制器調節N通道MOSFET的源漏電壓降低到30mV或更低，將正向壓降和功耗降低超過一個數量級(相較於肖特基二極體)。 主動整流器高頻輸入電壓護下游電路 疊加交變電壓測試(ISO 16750-2：測試4.4)模擬汽車的交流發電器的交流輸出的影響。正如其名，正弦訊號在電池軌道上疊加，峰值幅度為1V、2V或4V，具體由嚴重程度分類決定。對於所有嚴重性等級，最大輸入電壓為16V。正弦頻率以對數方式排列，範圍為50Hz至25kHz，然後在120秒內回到50Hz，總共重複5次。 本測試會導致在任何的互連濾波器網路內產生大幅度諧振低於25kHz的電流和電壓擺幅，它也會使切換開關穩壓器出現問題，其迴路頻寬限制使其難以透過高頻率輸入訊號進行調節。解決方案就像是中間整流元件，例如功率肖特基二極體，但對於反向電壓保護，這並不是一種解決問題的好方法。 在這種情況下，理想的二極體控制器無法像在反向電壓保護應用中一樣發揮作用，因為它無法足夠快速地切換開關N通道MOSFET，以和輸入保持同步。閘極上拉強度是其中一個限制因素，一般因為內部電荷泵限制在20μA左右。當理想的二極體控制器能夠快速關閉MOSFET時，開啟速度會非常慢，不適合對極低頻率以外的情況實施整流。 更合適的方法是使用LT8672主動整流器控制器，該控制器可以快速開關N通道MOSFET，以高達100kHz的頻率整流輸入電壓。主動整流器控制器是帶有兩個重要附加元件的理想二極體控制器，一個由輸入電壓增壓的大型電荷記憶體，另一個是快速開關N通道MOSFET的強勁閘極驅動器。相較於使用肖特基二極體，這種方法可以降低功率損失達90%以上。LT8672也和理想的二極體控制器一樣，保護下游電路不受電池反接影響。 MOSFET限制切換開關解決啟動工況 發動機啟動工況(ISO 16750-2：測試4.6.3)屬於極端欠壓瞬變，有時候指代冷啟動脈衝，這是因為在更低溫度下，會發生最糟糕的電池壓降。特別是當啟動器啟動時，12V電池電壓可能立刻降低到8V、6V、4.5V或3V，具體由嚴重程度分類決定(分別為I、IV、II和III級)。 有些系統中，低壓差(LDO)線性穩壓器或開關降壓穩壓器足以支援電源電軌因應這些瞬變，只要ECU電壓低於最低的輸入電壓。例如，如果最高的ECU輸出電壓為5V，且其必須達到嚴重程度等級IV(最低輸入電壓6V)，那麼使用壓差低於1V的穩壓器即可。發動機啟動工況電壓最低的分區只能持續15ms至20ms，所以大型旁路電容之後的整流元件(肖特基二極體、理想二極體控制器、主動整流器控制器)可能可經受這部分脈衝，如果電壓淨空短暫地下降至低於穩壓器壓降差。 但是，如果ECU必須支援高於最低輸入電壓的電壓，則需要使用升壓穩壓器。升壓穩壓器可以在高電流位準上，有效保持來自低於3V輸入與12V輸出電壓。但是升壓穩壓器還存在一個問題，從輸入到輸出的二極體路徑無法斷開，所以自然地電流在啟動時或者短路時不受限。為了防止電流失控，專用的升壓穩壓器整合湧浪抑制器前端來支援輸出斷開和限流，以及在使用背靠背N通道MOSFET時提供反向電壓保護。這個解決方案可以利用單個積體電路解決負載突降、發動機啟動和電池反接，但是可用電流受湧浪抑制器MOSFET的SOA限制。 四開關的升降壓穩壓器透過共用的電感來聯合同步降壓穩壓器和同步升壓穩壓器，以消除此限制。這種方法可以滿足負載突降和發動機啟動工況測試的要求，且電流位準或脈衝持續時間不會受到MOSFET SOA限制，同時還保有斷開輸出和限流的能力。 升降壓穩壓器的開關操作由輸入和輸出電壓之間的關係決定。如果輸入遠高於輸出，升壓頂部開關持續開啟，降壓功率級則降低輸入。同樣的，如果輸入遠低於輸出，降壓頂部切換開關持續開啟，升壓功率級則增高輸出。如果輸入和輸出大致相等(在10%至25%之間)，那麼降壓和升壓功率級會以交錯方式同時開啟。如此，可以透過僅對高於、約等於或低於輸出的輸入電壓實施穩壓所需的MOSFET限制切換開關，分別最大化各個開關區域(降壓、升降壓、升壓)的效率。 圖3匯總介紹了應對負載突降、反向輸入電壓、疊加交變電壓和發動機啟動工況測試的各種解決方案，以及各種方案的優缺點。可以得出幾個關鍵結論： ˙漏極面向輸入的串接N通道MOSFET極其有用，因為它可用於限流和斷開輸出，無論是它被用作切換開關(例如在降壓功率級中)或線性控制元件(例如在湧浪抑制器中)。 ˙涉及反向輸入保護和疊加交變電壓時，使用N通道MOSFET作為整流元件(面向輸入的源極)可以大幅降低功率損失和壓降(相較於使用肖特基二極體)。 圖3　解決困難的ISO 16750-2測試採不同方法 ˙相較於線性穩壓器，使用切換開關模式電源更合適，因為它可以消除功率元件的SOA導致的可靠性問題和輸出電流限制。它可以無限調節輸入電壓極限值，而線性穩壓器和被動解決方案本身存在時間限制，這種限制會令設計更加複雜。 ˙升壓穩壓器不見得需要使用，具體由啟動工況的分類和ECU(必須提供的最高電壓是多少)的詳情決定。 如果需要升壓穩壓，那麼四開關升降壓穩壓器會將上述需要的特質融合到單個元件中。它可以在高電流位準下，有效地調節嚴重欠壓和過壓瞬變，以延長持續時間。從應用的角度來看，這使其成為最可靠和簡單的方法，但其設計複雜性也會增加。然而，典型的四開關升降壓穩壓器存在一些缺點。其一，不能自然提供反向電池保護，必須使用額外電路來解決這個問題。 四開關升降壓穩壓器存在的主要問題在於，它大部分運作壽命都消耗在效率更低、雜訊更高的升降壓-壓開關區域。當輸入電壓非常接近輸出電壓(VIN~VOUT)時，所有4個N通道MOSFET都會主動開啟，以保持穩壓。隨著開關損耗增大，以及使用最大的閘極驅動電流，效率降低。當降壓和升壓功率級熱迴路都啟用，穩壓器輸入和輸出電流出現斷續，這個區域內的輻射和導電EMI性能會受到影響。四開關升降壓穩壓器可以調節偶然出現的大幅度欠壓和瞬態過壓，但需要使用高靜態電流、降低效率，並且在更常見、常規的轉換區域產生更高雜訊。 帶通模式消開關損失/EMI達高效 LT8210是四開關升降壓DC/DC控制器，可以按照慣例使用固定輸出電壓運作，且支援新Pass-Thru工作模式(圖4)，可以透過可配置的輸入電壓視窗消除開關損失和EMI。該控制器在2.8V至100V範圍內運作，可以調節發動機啟動期間最嚴重的電池壓降，也可以調節未受抑制的負載突降的峰值幅度。它提供-40V反向電池保護，透過增加單個N通道MOSFET而實現(圖5中的DG)。 圖4　支援帶通模式的升降壓控制器解決了汽車標準測試帶來的許多問題 在帶通模式下，當輸入電壓在視窗之外時，輸出電壓被調節至電壓視窗的邊緣。視窗頂部和底部通過FB2和FB1電阻分壓器配置。當輸入電壓在此視窗之內時，頂部切換開關(A和D)持續開啟，直接將輸入電壓傳輸至輸出。在不開關狀態下，LT8210的總靜態電流降低至數十微安培。不開關意謂著沒有EMI和切換開關損失，所以效率高達99.9%以上。 對於兩方面都想實現最佳效果的使用者來說，可以使用LT8210，它可以透過切換MODE1和MODE2針腳，在不同的工作模式之間切換。換句話說，LT8210在某些情況下可以作為具有固定輸出電壓(CCM、DCM或Burst Mode)的傳統的升降壓穩壓器運作，然後，在應用條件變化時，轉而採用帶通模式。對於常開系統和啟停應用而言，這個特性非常有用。 帶通解決方案提高低電流效率 圖5所示的帶通解決方案將視窗中8V和17V的輸入傳輸至輸出。當輸入電壓高於帶通視窗時，LT8210將該電壓降低至經過調節的17V輸出。如果輸入降低至低於8V，LT8210將輸出電壓升高至8V。如果電流超過電感限流或設定的平均限流(透過IMON針腳)，便提供保護特性在帶通視窗中觸發開關操作以控制電流。 圖5　此3V至100V輸入升降壓控制器以8V至17V帶通輸出運作 圖6、圖7和圖8分別顯示LT8210電路對負載突降、反向電壓和啟動工況測試做出的反應。圖9和圖10顯示在帶通視窗下，實現的效率改善和可以實現的低電流操作(低電流時的效率令人驚訝)。圖11則顯示帶通模式和CCM操作之間的動態轉換。 圖6　對未受抑制的負載突降的帶通回應 圖7　LT8210對電池反接的回應   圖8　對發動機冷啟動的帶通回應 圖9　CCM和帶通操作的效率 圖10　在帶通模式(VIN=12V)下，無負載輸入電流 圖11　帶通和CCM操作之間的動態轉換 電池反接/帶通模式並行　 促升降電壓無開關/雜訊耗損 為汽車電子系統設計電源時，LT8210四開關升降壓DC/DC控制器透過其2.8V至100V輸入工作範圍、內建的反向電池保護和其新帶通工作模式提供良好的解決方案。帶通模式可以改善升降壓操作，實現零開關雜訊、零開關損失，以及超低的靜態電流，同時將輸出調節至使用者配置的視窗水準，而不是固定電壓。輸出電壓的最小和最大值與例如負載突降和冷開機期間的大幅度瞬變相綁定，沒有MOSFET SOA或者由線性狀況導致的電流或時間限制。 新型LT8210控制方案支援在不同的開關區域(升壓、升降壓、降壓和不開關)之間實現乾淨快速的瞬變，因此能夠調節輸入中的大訊號和高頻率交流電壓。LT8210可以在帶通操作模式和傳統的固定輸出電壓、升降壓操作模式(CCM、DCM或Burst模式)之間切換並保持運作，固定輸出可以設定為帶通視窗中的任何電壓(例如在8V至16V視窗中，VOUT=12V)。這種靈活性使得用戶能夠在帶通和常規的升降壓操作之間切換，利用帶通模式的低雜訊、低IQ和高效率操作，在CCM、DCM或Burst模式下實現更精確的穩壓和更出色的瞬態回應。 (本文作者任職於ADI)

盛群(Holtek)新推具藍牙廣播體脂量測功能Flash MCU BH66F71662/52，整合了藍牙Beacon廣播電路、體脂量測電路及24-bit ADC電路，適用於各種四電極LED藍牙廣播交流體脂秤等產品。 BH66F71662/52 MCU主要資源包含16Kx16/8Kx16 Flash ROM、512x8/384x8 RAM、64x8/32x8 EEPROM、LED Driver及多種通訊介面。內建藍牙廣播電路，輕易實現產品藍牙Beacon廣播的功能，簡化開發及生產。內建四電極體脂量測電路，採用交流量測方式，阻抗量測更精準，可大量減少外部元件，縮小產品體積，降低BOM COST及提升產能。搭配內建的24-bit ADC電路，內部LDO提供外部感測器的電源，達到體重量測的功能。 BH66F71662/52提供46-pin QFN封裝型式，搭配豐富的資源及完整的功能，可滿足多種不同檔次，多樣化產品之需求。

盛群(Holtek)針對鋰電池保護應用領域，新推出HT45F8550/60鋰電池保護SoC MCU。相較於傳統鋰電池保護控制器，HT45F8550/60內建高精度(±1%)LDO及各節鋰電池電壓偵測電路，精準度為±0.5%，大幅減少零件數量並縮減PCB板空間。適合應用於3至8串鋰電池產品，如電動工具、無線吹風機、無線吸塵器等。 HT45F8550具有8K×16 Flash ROM、512×8 RAM、128×8 EEPROM，在I/O方面具有16個多功能引腳。HT45F8560具有16K×16 Flash ROM、2K×8 RAM、1024×8 EEPROM，在I/O方面具有33個多功能引腳。HT45F8550/60具有12-bit多通道ADC，用以量測電壓、溫度、電流等訊號。另有完整的SPI、I2C和UART通訊介面，搭配內建IAP功能實現在線更新程式。 在封裝方面，HT45F8550提供28-pin SSOP封裝，HT45F8560提供48-pin LQFP封裝。HT45F8550模擬片採用OCDS EV架構HT45V8550，HT45F8560則內建模擬OCDS功能，使開發更為簡便。

Maxim宣布推出MAX16923帶看門狗計時器的4路輸出顯示幕供電IC，協助汽車系統設計廠商增添汽車顯示幕的使用數量，降低設計複雜度。利用MAX16923單晶片電源管理方案代替4到5片分離式IC，可大幅減小方案尺寸，使汽車行業將每輛車中的顯示幕數量從2塊輕鬆地增加到5塊甚至更多。 如今，汽車OEM廠商都在透過高級儀錶盤、資訊娛樂系統、抬頭顯示、中央顯示幕、後座娛樂系統和智慧後視鏡等新增功能吸引消費者，因而使汽車內部的顯示幕數量不斷增加。而增加這些顯示幕所需要的供電電路將與車內眾多的電子單元爭奪空間，由此形成的複雜度為設計者帶來了巨大挑戰。 MAX16923整合了4路電源軌，並且在單晶片IC中整合了高壓和低壓buck轉換器、高壓和低壓LDO穩壓器、電磁干擾(EMI)抑制以及看門狗計時器。其高整合度設計將汽車電源配置的IC數量從4到5片減少至1片，且不會引起明顯的溫升。與最接近的競爭方案相比，該IC有效降低設計複雜度，電源配置尺寸縮小50%。此外，EMI抑制和看門狗計時器可幫助提升每塊顯示幕的可靠性。 集5大功能於單一晶片(高壓Buck轉換器和LDO、低壓Buck轉換器和LDO、看門狗計時器)的汽車電源管理IC，有效降低設計複雜度，縮小方案尺寸；將系統方案的晶片使用數量從5片減少為1片，尺寸縮小50%，實現最小的PCB尺寸和較低的材料清單(BOM)成本；擴頻、擺率受控的開關工作和可程式設計開關頻率，減少對顯示幕輸入的低雜訊信號產生EMI干擾。

貿澤(Mouser Electronics)宣布開始供應安森美半導體(ON Semiconductor)的Strata Developer Studio和相關開發板。Strata Developer Studio是安全且能連線至雲端的開發平台，其能快速簡便搭配安森美的評估板和參考設計套件運作，提供工程師開始評估或設計時所需要的設計資訊。 安森美半導體Strata Developer Studio提供開發板的使用者介面，可直接控制組態參數，並提供開發板功能的視覺回饋。此外，Strata還能直接將所有最新的說明文件、產品資訊、設計和應用說明以及參考設計檔案下載至桌上型電腦。 只需將支援Strata電路板連接至主機電腦，Strata Developer Studio便能自動識別。支援Strata的現有電路板包括USB Type-C和PD板、多功能邏輯閘解決方案、LED驅動器，以及功率裝置，像是低壓差(LDO)穩壓器、DC/DC穩壓器和自適應即時(AOT)降壓轉換器。平台可在未連線下作業，在可能無法取得Wi-Fi的實驗室環境下使用；連接至雲端後，Strata環境便能自動執行無線更新，確保資料皆為最新版本，且每當有變更時還會通知開發人員。 Strata Developer Studio以通過Microsoft簽署的應用程式提供，連接至公司的軟體即服務(SaaS)平台。其使用經加密且相容於歐盟《一般資料保護規範》(GDPR)的資料庫，提供安全驗證、資料傳輸和完整資訊內含。所有資訊和安全性皆符合美國國家標準暨技術研究院(NIST)的網路安全準則。

德州儀器(TI)近日推出超低功率低壓差線性穩壓器(Low-dropout Linear Voltage Regulator, LDO)，擁有低於25 nA、業界最低的靜態電流(IQ)，僅為競爭者極小型裝置的十分之一。新型穩壓器在壓差(Dropout)的條件下也能在輕負載時實現低 IQ 控制，使工程師可以將應用的電池壽命至少延長一倍。此外，它還提供同類裝置最優的瞬態回應(Transient Response)，以實現更快的喚醒速度，從而縮短應用的回應時間並提高動態性能。小巧的解決方案有助於工程師縮減電源供應的解決方案尺寸，以設計更小、更輕且高效的產品，且典型的封裝形式能在現有設計中進行針腳對針腳的直接替換。 TPS7A02有助於工程師解決許多對功耗敏感、高精密度以及低功耗應用中的關鍵設計挑戰。例如：電網基礎設備、樓宇自動化、醫療器材以及穿戴式裝置市場。 此裝置加入了TI低IQ LDO線性穩壓器產品系列，使設計人員能夠延長系統壽命。將TPS7A02與其他極低IQ裝置搭配使用，如TI超低功耗MSP430微控制器(MCU)系列、SimpleLink CC2642R MCU、TLV8802奈米級運算放大器及TMP1075低功耗溫度感測器等裝置，工程師們可進一步最佳化系統中的電池壽命和性能。 TPS7A02延長應用的運作時間及系統壽命，TPS7A02在輕負載下的超低IQ控制，能讓工程師將使用標準電池化學成分(如鋰離子電池)的電池壽命至少延長一倍。舉例來說，在無線智慧門鈴和監視器的設計中使用 TPS7A02，工程師可實現24個月或更長的電池壽命(高達業界標準的四倍)。此外，與競爭裝置相比，具備3 nA超低關機IQ的TPS7A02可將可攜式醫療和穿戴應用裝置的電池庫存壽命延長多達五倍。 TPS7A02具備更快的喚醒速度及更好的動態性能，對於1~50 mA的負載瞬態，TPS7A02能夠在5us以內回應，僅為競爭裝置瞬態回應時間的一半，使工程師能夠設計回應時間更短、動態性能更好的應用。由於TPS7A02能快速回應迅速變化的負載，同時提供最小的輸出電壓變化，有利於高精密度、低功耗的應用，如無線物聯網(IoT)和可攜式醫療裝置，這些應用需要乾淨的電源才能準確取得裝置周圍的訊號。 TPS7A02無需任何外部電路或零組件即可自動從IQ節能模式、低負載狀態，轉換為高負載、快速瞬態狀態。因此，工程師可以使用TPS7A02將解決方案尺寸縮小70%，並在尺寸受限的應用中添加功能，或利用更小的電路板降低系統成本。

Dialog Semiconductor近日發表其最新最低低壓差(LDO)穩壓器效能的可配置混合訊號整合電路(CMIC)晶片SLG51000。SLG51000具備凌駕於市面上所有可程式多通道LDO的最高電源抑制比(PSRR)和最低輸出電壓雜訊，是高階相機和感測器系統的最佳選擇。 對於要求所使用智慧手機、數位相機或其他智慧型成像設備提供最高品質圖像的消費者而言，系統電源設計人員在為其設計先進感測器系統或高階相機模組時面臨嚴格的雜訊要求。相較於目前的解決方案，SLG51000超出了此類應用的功率效能要求，市面上解決方案具有明顯更高的輸出電壓雜訊和相對較低的PSRR，特別是在高頻率下。 Dialog Semiconductor可配置混合訊號事業部門行銷副總裁John McDonald表示，SLG51000的推出證明了收購Silego Technology之後設計能力的精進。這款CMIC的先進功能證明了Dialog卓越的電源管理設計優勢以及經過驗證的Silego CMIC平台，其特點是產品靈活性，快速支援和出色的GreenPAK設計軟體平台。SLG51000是Dialog Semiconductor未來加速業務增長戰略的幾個關鍵新產品之一。 SLG51000的技術規格使其成為圖像和感測器電源解決方案的最前沿。它在1MHz時提供業界領先的73dB的PSRR，最低輸出電壓雜訊為10μV(rms)。 LDO穩壓器的7個通道中的每一個都提供475mA~800mA的輸出電流能力，並且在關機期間整個IC的低靜態電流小於1μA。 這種小型整合電源解決方案可縮小電路板空間，同時可配置輸出電壓的設定、排序和資源以滿足多種項目要求，大幅減少重新設計，採購和認證時間。 透過SLG51000，工程師可以開發各種功能和控制邏輯，例如客製化的電源時序、錯誤偵測訊號、輸入調節和數位邏輯整合。這些都可以透過該產品所提供的獨特GUI開發軟體以圖形方式進行配置，增添了SLG51000在開發過程中的易用性優勢。 McDonald總結道，隨著相機效能成為高階智慧型手機的關鍵差異化因素之一，設備製造商需要在日益緊湊的設備中透過圖像感測器提供最佳的圖像品質，並因此面臨更嚴格的雜訊預算。SLD51000在滿足這些雜訊預算方面處於領先地位，具有當今市場上影像和感測器應用的最佳LDO性能。