LinkSwitch-TN2Q集成了系統(tǒng)級(jí)保護(hù)功能,支持30-550VDC輸入
現(xiàn)代汽車(chē)中有許多電源。越來(lái)越多的電子電路需要自己的電源,這給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了功耗和成本障礙。新的安全功能、更多的信息娛樂(lè)選項(xiàng)、額外的駕駛員輔助系統(tǒng)等需要額外的電子設(shè)備。這些新電路的成本增加了研發(fā)工作和汽車(chē)價(jià)格。這些新電路的功耗會(huì)顯示在您的 MPG 和汽油賬單中。
過(guò)去的汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng)主要基于 5V 和 3.3V 電壓電源。這是因?yàn)?12-14V 電池在汽車(chē)系統(tǒng)中很容易獲得,可以降壓到較低的電壓。然而,有幾個(gè)關(guān)鍵因素推動(dòng)了信息娛樂(lè)系統(tǒng)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)和集群系統(tǒng)對(duì)低電壓操作的需求。
我們可能有過(guò)啟動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)歷,只是聽(tīng)到咔噠聲而不是引擎轉(zhuǎn)動(dòng)。這是由電池沒(méi)電引起的,盡管有很多原因?qū)е逻@種情況發(fā)生,但在大多數(shù)情況下,這是人為錯(cuò)誤(有沒(méi)有人一夜之間把室內(nèi)燈打開(kāi)?)。啟動(dòng)汽車(chē)時(shí)也可能出現(xiàn)人為錯(cuò)誤。
集群變得越來(lái)越大,以容納越來(lái)越多的駕駛員可用的數(shù)據(jù),并實(shí)時(shí)提供這些信息。集群顯示器正在從傳統(tǒng)的基于機(jī)械的解決方案轉(zhuǎn)向基于 LCD 的設(shè)計(jì),為駕駛員提供了更多選擇來(lái)定制它并個(gè)性化駕駛體驗(yàn)。 這種趨勢(shì)給設(shè)計(jì)工程師帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是機(jī)電的,不會(huì)顯示出來(lái)自 EMC 等問(wèn)題的明顯干擾,但 LCD 顯示器上的這個(gè)問(wèn)題可以看作是可見(jiàn)的波紋(斷續(xù)線),這會(huì)分散駕駛員的注意力。實(shí)際上,可以比 LCD 顯示器更好地屏蔽電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,LCD 顯示器必須更加開(kāi)放,而不是隱藏在前面板后面。
如今,大多數(shù)集群都是數(shù)字化的,LCD 和 LED 用于背光(圖 3)。事實(shí)上,如果你只有一個(gè) 3.5 英寸的顯示器,這被認(rèn)為是低端的。趨勢(shì)正在向 7 英寸發(fā)展,而 12 英寸是那些能夠負(fù)擔(dān)得起高端車(chē)輛運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然,我們可以通過(guò)操縱方向盤(pán)上的按鈕輕松控制顯示屏。我們可以直接從儀表板查看我們的汽車(chē)發(fā)生的一切,從我們正在聽(tīng)的歌曲(包括專(zhuān)輯封面)到車(chē)輛診斷,再到周?chē)鷧^(qū)域的 3-D 表示。
眾所周知,汽車(chē)環(huán)境的 EMI 問(wèn)題在最初設(shè)計(jì)階段需要仔細(xì)注意,以確保一旦系統(tǒng)開(kāi)發(fā)完成能通過(guò) EMI 測(cè)試。直到不久前,尚沒(méi)有一種確定的方法保證,通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇電源 IC,就能夠輕松解決 EMI 問(wèn)題。 隨著車(chē)輛系統(tǒng)的發(fā)展,需要更多功率的應(yīng)用數(shù)量不斷增加。設(shè)計(jì)更高功率系統(tǒng)的工程師經(jīng)常從低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器切換到具有更高效率和熱性能的 DC/DC 降壓轉(zhuǎn)換器。然而,這種轉(zhuǎn)變帶來(lái)了一些挑戰(zhàn),因?yàn)镈C/DC降壓轉(zhuǎn)換器的電磁干擾 (EMI) 比 LDO 穩(wěn)壓器高得多。
僅額定為 5.5V IN的汽車(chē)級(jí)降壓-升壓轉(zhuǎn)換器?使用 12 V 汽車(chē)電池,我們無(wú)法將降壓-升壓連接到電池。那么誰(shuí)需要這樣的升降壓轉(zhuǎn)換器呢?事實(shí)證明,有時(shí)一輛車(chē)有不止一個(gè)電池,而備用電池通常需要一個(gè)升降壓轉(zhuǎn)換器來(lái)為某些電子設(shè)備供電。這些電池通常位于電子設(shè)備的信息娛樂(lè)部分,尤其是在緊急呼叫(eCall) 系統(tǒng)中。
一位汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師最近向我們的團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)問(wèn)題:在他們?cè)O(shè)計(jì)的固定頻率降壓穩(wěn)壓器的傳導(dǎo) EMI 測(cè)量期間,他無(wú)法滿足國(guó)際無(wú)線電干擾特別委員會(huì) (CISPR) 25 5 類(lèi)電磁干擾 (EMI) 標(biāo)準(zhǔn)。讓我簡(jiǎn)要回顧一下前面提到的一些 EMI 術(shù)語(yǔ): · EMI 是信號(hào)從一個(gè)電路到另一個(gè)電路或系統(tǒng)的不希望的耦合。由于劇烈的電壓轉(zhuǎn)換、二極管反向恢復(fù)電流和無(wú)源寄生元件的振蕩,EMI 與任何開(kāi)關(guān)模式電源 (SMPS) 相關(guān)。
汽車(chē)電子和信息娛樂(lè)系統(tǒng)包含大量電子元件,例如微控制器、傳感器和其他在不同電壓下運(yùn)行的外圍設(shè)備。降低這些電子設(shè)備中的微控制器電壓可實(shí)現(xiàn)更高的功率效率,但外圍設(shè)備仍需要在更高電壓下運(yùn)行。這會(huì)產(chǎn)生電壓不兼容的情況,電壓電平轉(zhuǎn)換器/轉(zhuǎn)換器可以解決這種情況。TI 的汽車(chē)產(chǎn)品組合包括符合汽車(chē)電子委員會(huì) (AEC)-Q100 標(biāo)準(zhǔn)的電壓電平轉(zhuǎn)換器/轉(zhuǎn)換器。
為電池連接的汽車(chē)電源選擇正確的降壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)渫ǔ7浅:?jiǎn)單。對(duì)于高達(dá) ~3.5A 的電流,同步降壓轉(zhuǎn)換器是最佳選擇。具有集成 MOSFET 半橋的降壓轉(zhuǎn)換器需要更少的印刷電路板 (PCB) 空間、更少的外部組件和更低的物料清單成本。同步設(shè)計(jì)有利于提高效率和降低功耗,尤其是在較高電流下。
近年來(lái),汽車(chē)電子在汽車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中變得越來(lái)越重要。我們很可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)便利功能的增加、信息娛樂(lè)設(shè)計(jì)的改進(jìn)、駕駛員輔助系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛汽車(chē)設(shè)計(jì)的增長(zhǎng)。為了推動(dòng)汽車(chē)系統(tǒng)的創(chuàng)新,每個(gè)新設(shè)備都必須針對(duì)更小、更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行優(yōu)化。這對(duì)提供這些應(yīng)用程序的電源樹(shù)意味著什么?
汽車(chē)業(yè)的發(fā)展主要由電氣化和自動(dòng)駕駛兩大趨勢(shì)所推動(dòng)。由于歐盟設(shè)定了二氧化碳減排目標(biāo),除了汽車(chē)電氣化,OEM別無(wú)選擇。同時(shí),為了提高汽車(chē)安全性并實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的最終目標(biāo),OEM使用了越來(lái)越多的傳感器,并不斷提升計(jì)算性能來(lái)處理傳感器產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)。
在永遠(yuǎn)在線的體驗(yàn)世界中,駕駛員和乘客希望通過(guò)傳統(tǒng)的無(wú)線電或人機(jī)界面 (HMI) 系統(tǒng)訪問(wèn)有關(guān)交通狀況和潛在危險(xiǎn)的實(shí)時(shí)信息。與此同時(shí),司機(jī)和乘客希望不受干擾地使用 GPS、智能手機(jī)和平板電腦等聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。因此,重要的是這些設(shè)備不受電磁干擾 (EMI) 的影響,電磁干擾 (EMI) 在密閉空間內(nèi)放置大量電氣和電子系統(tǒng)時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況。
汽車(chē)系統(tǒng)旨在承受溫度的廣泛變化、極端輸入瞬變和其他干擾。我們汽車(chē)中的幾乎所有電子設(shè)備都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試,需要滿足汽車(chē)電子委員會(huì) (AEC) 規(guī)定的質(zhì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和組件認(rèn)證。大多數(shù)汽車(chē)系統(tǒng)由 12V 鉛酸電池供電,我們可能知道,電池電壓在我們可以想象的幾乎所有條件下都會(huì)發(fā)生變化:環(huán)境溫度、負(fù)載條件、年齡;這個(gè)清單不勝枚舉。
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē) (HEV) 中的啟停系統(tǒng)通過(guò)在怠速期間停止發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)幫助減少燃料消耗和排放,但只要發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng),電池電壓就會(huì)下降。為了在電池電壓下降期間為負(fù)載提供所需的最低電壓,預(yù)升壓轉(zhuǎn)換器廣泛用于汽車(chē)中。
如果我們可以用少量零件創(chuàng)建高性能的車(chē)載應(yīng)用程序,我們將能夠減輕重量和成本并提高可靠性。這就是電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē) 的集成動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)背后的理念。
在當(dāng)今世界的某個(gè)地方,一位汽車(chē)工程師正在為汽車(chē)設(shè)想一種信息娛樂(lè)系統(tǒng),該系統(tǒng)將在五年或更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 這包括將當(dāng)今僅作為概念存在的應(yīng)用的電源要求考慮在內(nèi)。隨著信息娛樂(lè)系統(tǒng)在復(fù)雜性和電子功能方面的發(fā)展,集成電路 (IC) 的數(shù)量也在增加,并且這些 IC 都從 12 V 電池共享電源。
點(diǎn)擊藍(lán)字 關(guān)注我們“第三屆金輯獎(jiǎng)汽車(chē)新供應(yīng)鏈百?gòu)?qiáng)評(píng)選”由蓋世汽車(chē)發(fā)起創(chuàng)立,旨在鼓勵(lì)針對(duì)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)由大做強(qiáng),促進(jìn)中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、打造更具競(jìng)爭(zhēng)力的整零協(xié)同創(chuàng)新關(guān)系,助力實(shí)現(xiàn)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)目標(biāo)并做出積極貢獻(xiàn)的企業(yè)和個(gè)人。安森美(onsemi)已經(jīng)成功入圍最終評(píng)選的企業(yè)。最終...
典型的汽車(chē)電源架構(gòu) 圖1給出了一個(gè)典型的汽車(chē)電源簡(jiǎn)化框圖,主要包括以下幾個(gè)單元: 源保護(hù)電路:限制+12V電源總線的正向電壓,并阻止產(chǎn)生負(fù)壓。 有源保護(hù)電路:該限壓器功能與無(wú)源保護(hù)電路類(lèi)似