轿车运用的电子体系规划是颇具应战性,原因有许多:空间十分有限;作业温度规模有必要广大;噪声有必要尽量按捺;有必要接受电池瞬变且质量水准有必要很高。由于集成度有必要很高,以紧缩电路板面积,这就需求电源功率十分高的组件。轿车运用的许多场合中都有着严厉的EMC要求,其涵盖了辐射发射和传导发射、反抗辐射和传导或灵敏性以及电子放电(ESD)。关于潜在的多通道IC规划而言,契合一切这些要求将影响到许多方面的功用。有些满意起来简略明了,比方要求DC-DC开关稳压器作业在一个坐落AM无线电频段之外的固定频率。可是,有的就更难应对了,比方调整内部功率FET的摆率,以最大极限地按捺由于DC-DC转化器的开关节点转化所引起的辐射发射。
跟着开发作业的推动,“特征活动”(即产品标准的改变,例如输入和输出电压,以及输出电流等参数)会对IC及相关分立组件的挑选发生严峻的不良影响。在最好的情况下,当某项体系标准在电路板布局排定之后发生改变时,或许经过置换可调输出转化器上的几个电阻就能对某个电压进行微调。而在最糟糕的情况下,或许需求用引出脚不兼容的IC换掉多个现用的IC,由于新的输出电流水平要求超过了这些现用IC的开关电流额定值。由于必需进行电路板的从头规划和布局,因而,这将导致一系列的本钱添加和进展延误。为此,需求选用一种高度专用的高功用可装备电源办理IC以正确地办理电源模块,然后确保体系的一切功用优势皆可完成,并为不可避免的电源模块体系改变供给灵敏性。
一种简略的解决方案
曩昔,许多既有多输出PMIC不具有应对这类新式体系所必需的灵敏性。满意上述轿车电源办理IC规划约束的任何解决方案都有必要兼有高集成度、很宽的作业温度规模以及高度灵敏性,其中高集成度包含集成电流适中的降压型开关稳压器和低压功用。规划师所需求的是一个多通道、可装备DC/DC转化器。
灵敏的八通道降压型稳压器
LTC3375是一款高度集成的通用电源办理解决方案,适用于需求多个低压电源的体系。该器材具有8个独立的1A通道,供给I2C操控、灵敏的排序和毛病监督,选用紧凑的QFN封装。一起,它还含有8个内部补偿、高功率同步降压型稳压器和一个始终坚持接通的高压线性操控器。每个降压型稳压器都有自己独立的2.25V至5.5V输入电源,输出电压规模为0.425V至VIN。该器材的按钮ON/OFF/RESET操控、电源接通复位和看门狗定时器供给灵敏牢靠的加电排序和体系监督。LTC3375具有可编程和可同步1MHz至3MHz振荡器,缺省开关频率为2MHz。一切DC/DC断开时,静态电流仅为11μA,然后在始终坚持接通体系中节省了功率。该器材适用于多种多通道运用,包含工业、轿车和通讯体系。
LTC3375的8个降压型转化器能够独自运用,也能够并联衔接,以用单个同享电感器完成每输出高达4A的较大输出电流。由于能够并联的相邻稳压器多达4个,所以能够有15种不同的输出装备。这些稳压器有两种作业形式:突发形式(Burst Mode)在加电缺省时作业,可在轻负载时供给较高功率;强制接连PWM形式可在轻负载时完成较低噪声。
I2C接口可用来挑选作业形式、相位、反应调理电压和开关转化率。这些降压型稳压器供给正向和反向电流约束、在发动时用软发动约束浪涌电流、供给短路维护以及转化率操控以完成较低的辐射EMI。其他特色包含指示内部芯片温度的芯片温度监督器输出(可经过I2C读取)和芯片温度(DT)报警功用,当芯片温度到达其设定报警门限时,该功用向用户宣布警报,因而答应体系采纳纠正举动。LTC3375有高温(H级)版别,其额定结温规模为-40℃至+150℃,很简单满意轿车的高温运转要求。
图1:LTC3375 4A/3A/1A三输出装备简化方框图。
按捺辐射和传导EMI
LTC3375 PWM开关频率专门用400k RT电阻器微调至2MHz,具有确保的1.8MHz至2.2MHz规模。该RT电阻器可用来在1MHz至3MHz规模内设定任何作业频率。这些稳压器还可设定为强制接连PWM作业形式,即便在轻负载时也可防止以突发形式作业。这不只坚持了固定频率,并且还下降了DC-DC输出电容器上的电压纹波。此外,LTC3375还可经过SYNC引脚以同步至一个1MHz至3MHz的外部时钟,以进一步下降体系噪声。
为了专门下降辐射的EMI,LTC3375还供给一种特别功用,即答应用户下降开关边缘改变率。LTC3375还为按捺电源噪声额定供给一些东西。降压型稳压器上开关的转化率可经过I2C调理。由于这些降压型稳压器是可同步的,所以下降和上升时间都能够延伸。图2和图3别离地显现了以全速和减速上升和下降的开关切换曲线。
图2:以2MHz全速上升和下降的降压型稳压器开关切换曲线。
图3:以2MHz减速上升和下降的降压型稳压器开关切换曲线。
抗极点电压偏移
轿车电子产品需求战胜的另一个妨碍是电池电压的剧烈改变,如冷车发起时低至大约5V,或高压尖峰或许发生很高的电压。轿车电子产品不只需求接受这些严格的电压改变,并且需求接连作业。LTC3375具有按钮操控器和外部通路FET稳压器,可用来发动外部高压降压型稳压器,然后该稳压器再以安全安稳的电压给LTC3375供电(参见图4)。
图4:LTC3375高压瞬态功用。
定论
轿车外表板上充满了噪声灵敏源和温度灵敏源,这使IC规划困难了许多。电池电压的剧烈改变则带来了另一种应战。虽然存在这些妨碍,可是卫星无线电设备、触摸屏、导航体系、蓝牙、高清电视等轿车信息文娱体系功用构件的技术进步依然可提升了现代轿车的驾驭体会。经过运用凌力尔特十分便于装备的LTC3375单个多输出8通道降压型IC替代许多分立式电源IC组件或传统上十分大的、过度集成的PMIC,体系规划师能够在体系中集成要害电源