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惡劣汽車環(huán)境怎么破?這幾個解決方案輕松搞定

發(fā)布時間:2019-10-16 來源:ADI 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】汽車技術(shù)的進步大大增加了現(xiàn)代汽車中的電子內(nèi)容,以便提高安全性,改善駕駛體驗,豐富娛樂功能,并使電力和能源多樣化。我們持續(xù)投入工程資源來改善汽車市場的電源管理解決方案。這種努力在技術(shù)上結(jié)出了累累碩果,推動電源效率、緊湊性、魯棒性和EMI性能取得顯著進步。
 
在惡劣條件下,汽車應(yīng)用電源必須能夠無故障運行——設(shè)計人員必須考慮所有的緊急情況,包括拋負(fù)載、冷啟動、蓄電池極性接反、雙蓄電池跨接、尖峰箝位和LV124、ISO7637-2、ISO17650-2、TL82066定義的其他瞬變狀態(tài),以及機械振動、噪聲、極寬的溫度范圍等。本文主要討論汽車電源規(guī)范的關(guān)鍵要求以及滿足汽車規(guī)范的解決方案,包括:
 
● 汽車輸入瞬變
● 輸入電壓范圍
● 輸出電壓/電流
● 低靜態(tài)電流(IQ)
● 電磁干擾(EMI)
 
本文展示了幾個示例解決方案,說明了高性能器件組合如何輕松解決汽車電源難題。
 
惡劣的汽車環(huán)境
 
圖1顯示了一個完整的電源解決方案,其滿足汽車應(yīng)用的苛刻要求。在前端,LT8672充當(dāng)理想二極管,保護電路免受引擎蓋下殘酷環(huán)境的影響,防止發(fā)生破壞性故障,例如極性接反。理想二極管之后是一系列低靜態(tài)電流(IQ)降壓型穩(wěn)壓器,它們具有寬輸入范圍——工作電壓從低至3V到高達42V——可為內(nèi)核、I/O、DDR和外設(shè)需要的其他電源軌提供穩(wěn)定電壓。
 
惡劣汽車環(huán)境怎么破?這幾個解決方案輕松搞定
圖 1. ADI 滿足汽車電子瞬變抗擾度要求的 ADI Power 解決方案概覽
 
這些穩(wěn)壓器具有超低靜態(tài)電流,可延長永遠在線系統(tǒng)的電池運行時間。低噪聲電源轉(zhuǎn)換技術(shù)最大限度地減少了耗資不菲的降低EMI的需求,并縮短了滿足嚴(yán)格汽車EMI標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計和測試周期。對于許多必須穿越冷啟動事件的關(guān)鍵功能,LT8603多通道低IQ降壓型穩(wěn)壓器內(nèi)置預(yù)調(diào)節(jié)升壓控制器,可實現(xiàn)具有至少三個穩(wěn)壓電壓軌的緊湊型解決方案。LT8602可提供四個穩(wěn)壓電壓軌來滿足許多高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)應(yīng)用的需求,例如碰撞預(yù)警、緩沖剎車和盲點監(jiān)視。
 
圖2顯示了一個傳統(tǒng)汽車電氣系統(tǒng),其中發(fā)動機驅(qū)動交流發(fā)電機。交流發(fā)電機本質(zhì)上是一個三相發(fā)電機,其交流輸出由一個全二極管電橋整流。此整流器的輸出用于為鉛酸電池充電,并 為12V電路和設(shè)備供電。典型負(fù)載包括ECU、燃油泵、制動器、風(fēng)扇、空調(diào)、音響系統(tǒng)和照明。越來越多的ADAS被添加到12總線,包括外設(shè)、I/O、DDR、處理器及其電源。
 
惡劣汽車環(huán)境怎么破?這幾個解決方案輕松搞定
圖 2. 汽車中的典型電氣系統(tǒng)
 
電動汽車在一定程度上改變了上述畫面。發(fā)動機被電動機代替,DC-DC轉(zhuǎn)換器將400V高壓鋰離子(Li-Ion)電池組電壓轉(zhuǎn)換為12V,而不是交流發(fā)電機。然而,傳統(tǒng)的12V交流發(fā)電機設(shè)備以及其瞬態(tài)脈沖(包括快速脈沖)仍然存在。
 
發(fā)動機在很窄的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)以峰值效率運行,因此在大多數(shù)情況下(下面會有更多說明),交流發(fā)電機的穩(wěn)態(tài)輸出和電池電壓相對穩(wěn)定,比如大約為13.8V。每個直接由汽車電池供電的電路必須在9V至16V的范圍內(nèi)可靠運行,但魯棒的汽車電子設(shè)計也必須能在異常情況(這在最麻煩的時候不可避免地會發(fā)生)下運行。
 
雖然交流發(fā)電機的輸出名義上是穩(wěn)定的,但其穩(wěn)定性并未達到無需調(diào)理便可為車輛其他系統(tǒng)供電的程度。意外的電壓尖峰或瞬變對下游電子系統(tǒng)有害,如果處理不當(dāng),可能會導(dǎo)致這些系統(tǒng)發(fā)生故障或造成永久性損壞。在過去幾十年中,為了定義汽車電源所面對的尖峰和電壓瞬變,并設(shè)定設(shè)計的預(yù)期目標(biāo),出現(xiàn)了許多汽車標(biāo)準(zhǔn),例如ISO7637-2、ISO16750-2、LV124、TL82066。
 
有源整流器控制器LT8672
 
● AEC-Q100通過汽車應(yīng)用認(rèn)證
● 反向輸入保護可達-40V
● 與肖特基二極管相比,改進了性能
(1)將功耗降低>90%
(2)將壓降降至20mV
● 超快瞬態(tài)響應(yīng)
(1)整流6VP-P高達50kHz
(2)整流2VP-P高達100kHz
● 寬工作電壓范圍:3V至42V
● 工作模式下的低20µA靜態(tài)電流
● 低3.5µA關(guān)斷電流
● 精確的1.21V使能引腳閾值
● 小型10引腳MSOP封裝、10引腳3mm × 2mm DFN封裝和3mm × 2mm側(cè)可濕DFN封裝
 
最重要且最具挑戰(zhàn)性的高壓瞬變之一是拋負(fù)載。在汽車電子中,拋負(fù)載是指在電池充電時車輛電池與交流發(fā)電機斷開連接。在拋負(fù)載瞬變期間,由于時間常數(shù)很大,交流發(fā)電機的勵磁場仍會很高——即使沒有負(fù)載,交流發(fā)電機仍然輸出高功率。電池是一個大電容,通常會吸收額外的能量,但當(dāng)端子松動或其他問題導(dǎo)致電池斷開連接時,它就無法再提供這項服務(wù)。因此,所有其他電子設(shè)備都會看到電壓浪涌,必須能夠承受拋負(fù)載事件。一次未受抑的拋負(fù)載事件可以產(chǎn)生100V以上的電壓。慶幸的是,現(xiàn)代汽車交流發(fā)電機使用雪崩額定整流二極管,拋負(fù)載電壓被限制在35V——這與常態(tài)相比仍有很大偏離。拋負(fù)載事件最長可持續(xù)400ms。
 
另一種高壓事件是跨接啟動。一些拖車使用兩個串聯(lián)電池來確??缃訂佑行Вせ钇囯娏亢谋M的電池,因此汽車的電路必須能夠承受雙倍標(biāo)稱電池電壓(28V)幾分鐘。很多高壓降壓型穩(wěn)壓器,如Silent Switcher® 和Silent Switcher2系列,包括LT8650S和LT8640S,工作電壓最高可達42V,超出了上述要求。相比之下,額定電壓較低的器件則需要箝位電路,這會增加成本并降低效率。某些穩(wěn)壓器,例如LT8645S 和LT8646S,額定電壓為65V,支持卡車和飛機應(yīng)用(其中24V系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)配置)。
 
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惡劣汽車環(huán)境怎么破?這幾個解決方案輕松搞定
表1. 支持汽車應(yīng)用的Silent Switcher和Silent Switcher 2單片降壓型穩(wěn)壓器
 
當(dāng)駕駛員發(fā)動汽車時,起動器會從電池汲取數(shù)百安培的電流,因而又會發(fā)生一次電壓瞬變。這會在短時間內(nèi)拉低電池電壓。對于傳統(tǒng)汽車,只有當(dāng)汽車由駕駛員啟動時才會發(fā)生這種情況;例如,啟動汽車開到超市,然后再次啟動開回家。現(xiàn)代汽車具有啟停功能以節(jié)省燃料,在往返超市的行程中,可能會多次發(fā)生啟停事件——例如每遇到一個停車標(biāo)志和每遇到一個紅燈。與傳統(tǒng)汽車相比,額外的啟停事件給電池和起動器帶來的壓力大大增加。
 
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圖 3. LT8672 響應(yīng)電池極性接反
 
此外,如果在寒冷的早晨啟動汽車,起動器汲取的電流要大于環(huán)境溫度較高時汲取的電流,電池電壓降至3.2V或更低并持續(xù)大約20ms——這稱為冷啟動。即使在冷啟動條件下,有一些功能也必須保持有效。好消息是,此類關(guān)鍵功能在設(shè)計上通常不需要很大的功率。集成解決方案,例如多通道轉(zhuǎn)換器LT8603,即使其輸入電壓降至3V以下也能保持穩(wěn)壓。
 
ISO7637-2和TL82066定義了許多其他脈沖。有些不僅具有較高的正電壓或負(fù)電壓,還有較高的源阻抗。與上述事件相比,這些脈沖的能量相對較低,并且可以通過適當(dāng)選擇輸入TVS進行濾波或箝位。
 
理想二極管滿足汽車抗擾度規(guī)范
 
有源整流控制器LT8672,具有高輸入電壓額定值(+42V、-40V)、低靜態(tài)電流、超快瞬態(tài)響應(yīng)速度、超低外部FET壓降控制等特性,可在12V汽車系統(tǒng)中提供保護,其功耗極低。
 
電池極性接反
 
每當(dāng)電池端子斷開連接時,汽車電池極性就有可能因失誤而接反,電子系統(tǒng)可能會因負(fù)電池電壓而受損。阻塞二極管通常與電源輸入串聯(lián)以防止電源反向,但阻塞二極管會有壓降,導(dǎo)致系統(tǒng)效率低下并降低輸入電壓,尤其是在冷啟動期間。
 
LT8672是無源二極管的理想替代品,可保護下游系統(tǒng)免受負(fù)電壓影響,如圖3所示。
 
在正常情況下,LT8672控制外部N溝道MOSFET,形成理想二極管。GATE放大器檢測DRAIN和SOURCE,驅(qū)動MOSFET柵極,將正向電壓調(diào)節(jié)至20mV。在負(fù)載階躍和過壓情況下,D1在正方向上保護SOURCE。當(dāng)輸入端出現(xiàn)負(fù)電壓且SOURCE變?yōu)樨?fù)值時,GATE被拉至SOURCE,關(guān)斷MOSFET并將DRAIN與負(fù)輸入隔離。憑借快速下拉(FPD)功能,LT8672可以快速關(guān)斷外部MOSFET。
 
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圖 4. LT8672 對極性接反的響應(yīng)波形
 
疊加交流電壓
 
電池軌上的常見干擾是疊加的交流電壓。這種交流分量可以是整流交流發(fā)電機輸出的偽像,或者是高電流負(fù)載(例如電動機、燈泡或PWM控制的負(fù)載)頻繁切換的結(jié)果。根據(jù)汽車規(guī)范ISO16750和LV124,ECU可能會受其電源上疊加的交流紋波(頻率可達30 kHz,幅度可達6Vp-p)的影響。在圖5中,高頻交流紋波疊加在電池線路電壓上。典型的理想二極管控制器的響應(yīng)速度太慢,但LT8672能產(chǎn)生高達100kHz的高頻門控脈沖,可根據(jù)需要控制外部FET來抑制這些交流波紋。
 
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圖 5. LT8672 對疊加交流電壓的響應(yīng)波形
 
LT8672抑制電源軌上常見交流成分的獨特能力,是其快速上拉(FPU)和快速下拉(FPD)控制策略及其強大的柵極驅(qū)動能力的結(jié)果,柵極驅(qū)動器由集成升壓型穩(wěn)壓器供電。與電荷泵柵極電源解決方案相比,該升壓型穩(wěn)壓器使LT8672能夠保持穩(wěn)定的11V電壓,外部FET保持導(dǎo)通,同時提供很大的柵極拉電流來降低高頻交流紋波整流的開關(guān)損耗。其50mA拉電流能力支持FET的超快速導(dǎo)通,使功耗最低;其300mA灌電流能力支持快速關(guān)斷,使反向電流傳導(dǎo)最小。此外,這還顯著降低了輸出電容中的紋波電流。疊加交流電壓的典型整流波形如圖6所示。
 
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圖 6. LT8672 對疊加交流電壓的響應(yīng)波形
 
此外,與相同負(fù)載條件下的傳統(tǒng)肖特基二極管解決方案相比,LT8672有效降低了傳導(dǎo)損耗。如圖7的熱圖像所示,使用LT8672的解決方案比傳統(tǒng)的基于二極管的解決方案溫度要低近20°C。它不僅提高了效率,而且無需大型散熱器。
 
汽車電子系統(tǒng)輸入端出現(xiàn)的高峰值窄脈沖通常有兩個來源:
 
● 在串聯(lián)或并聯(lián)了感性負(fù)載的情況下斷開輸入電源
● 負(fù)載的切換過程影響線束的分布電容和電感。
 
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圖 7. 熱性能比較
 
其中的某些脈沖可能有高電壓峰值。例如,ISO7632-2中定義的脈沖3a是峰值電壓超過-220V的負(fù)尖峰,而脈沖3b的最大峰值電壓為150V加上電池的初始電壓。雖然它們有很大的內(nèi)部阻抗和非常短的持續(xù)時間,但如果遇到這些脈沖,下游電子設(shè)備很容易損壞。
 
為了抑制這種尖峰,前端安裝了兩個大小合適的TVS。事實上,一些低能量脈沖可以由輸入電容和寄生線電感的濾波器效應(yīng)直接吸收。
 
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圖 8. LV 124 中定義的 12 V 系統(tǒng)的嚴(yán)重冷啟動事
 
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圖 9. 冷啟動事件
 
多軌穩(wěn)壓器穿越冷啟動事件
 
LT8602是一種緊湊型解決方案,可提供多達四個穩(wěn)壓軌(例如5V、3.3V、1.8V、1.2V),輸入電壓范圍為5V至42V,適用于冷啟動期間不一定需要開啟的功能。對于冷啟動期間也必須運行的功能,例如火花塞控制器或報警,應(yīng)使用LT8603之類的解決方案,其輸入電壓可低至3V(或更低)。
 
LV124定義了冷啟動的最壞情況,如圖8所示。它指出,在汽車啟動時,最低電池電壓可以低至3.2V并持續(xù)19ms。當(dāng)面臨傳統(tǒng)(非理想二極管)解決方案中電池反向保護引起的額外二極管壓降時,該規(guī)范要求應(yīng)用以低至2.5V的電壓保持運行。無源二極管保護方案可能需要降壓-升壓穩(wěn)壓器,而不是復(fù)雜度更低、效率更高的降壓型穩(wěn)壓器,以提供許多微控制器常常需要的穩(wěn)定3V電源。
 
LT8672控制器的最小輸入工作電壓為3V VBATT, 支持有源整流器以輸入和輸出之間的最小壓降(20mV)穿越冷啟動脈沖。冷啟動期間的下游電源輸入電壓不低于3V,這樣便可使用最小工作電壓為3V且有低壓差特性的降壓型穩(wěn)壓器(如LT8650S)來產(chǎn)生3V電源。
 
同LT8650S一樣,ADI許多汽車IC的最小額定輸入電壓為3V。
 
圖9比較了采用LT8672和采用傳統(tǒng)二極管的1.8V電源。降壓型穩(wěn)壓器工作電壓低至3V。如圖所示,采用傳統(tǒng)二極管時,當(dāng)電池電壓 VBATT 降至3.2V時,降壓穩(wěn)壓器的VIN降至2.7V左右,原因是二極管的高壓降觸發(fā)下游開關(guān)穩(wěn)壓器UVLO關(guān)斷,其1.8V輸出崩潰。相比之下,LT8672輸出電壓在冷啟動期間幾乎保持恒定,下游降壓穩(wěn)壓器能夠保持1.8V輸出。
 
眾多關(guān)鍵功能需要穩(wěn)定的5V和3.3V電源軌,以及低于2V的電壓軌,用以為模擬和數(shù)字IC中的元器件、處理器I/O和內(nèi)核供電。當(dāng)直接由VBATT供電時,如果VBATT低于其輸出或VIN(MIN),純降壓型穩(wěn)壓器將失去穩(wěn)壓能力。但是,此類關(guān)鍵功能通常不需要太多功率,因此可以使用高集成度緊湊型解決方案,例如6mm×6mm、四路輸出、三通道單片降壓轉(zhuǎn)換器和升壓控制器LT8603。
 
LT8603的集成升壓控制器的工作電壓可低于2V,是其它三個降壓型穩(wěn)壓器的理想預(yù)調(diào)節(jié)器。圖10顯示了針對這些應(yīng)用的ADI Power最先進的解決方案,它可以穿越冷啟動事件。兩個高壓降壓型穩(wěn)壓器由預(yù)升壓轉(zhuǎn)換器供電。當(dāng) VBATT降至8.5V以下時,升壓控制器開始切換,輸出(OUT4)被調(diào)節(jié)至8V。一旦啟動,輸出電壓就會保持穩(wěn)定,而輸入電壓可以低至3V。因此,兩個高壓降壓穩(wěn)壓器可以穿越冷啟動狀況,同時提供恒定的5V和3.3V輸出,如圖11所示。一旦VBATT從冷啟動狀況恢復(fù)到8.5V以上,升壓控制器就像直通二極管一樣工作。高壓降壓穩(wěn)壓器可以處理高達42V的VBATT。低電壓降壓穩(wěn)壓器由OUT2供電,在冷啟動事件中提供1.2V電壓。
 
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圖 10. LT8672 和 LT8603 解決方案可以承受并穿越冷啟動事件
 
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圖 11. LT8672 和 LT8603 組合可產(chǎn)生5V 和3.3 V輸出,從而穿越冷啟動事件
 
超低IQ延長永遠在線系統(tǒng)的電池運行時間
 
對于連接到VBATT工作數(shù)周或數(shù)月而電池不充電的永遠在線系統(tǒng),輕負(fù)載和無負(fù)載效率有時候比滿負(fù)載效率更重要。ADI Power 系列超低靜態(tài)電流(IQ)器件可保護電池電量,同時能承受挑戰(zhàn)性的瞬態(tài)狀況并支持寬輸入電壓范圍(3V至42V)和寬溫度范圍。為了優(yōu)化效率并在輕負(fù)載和無負(fù)載時保持穩(wěn)壓,穩(wěn)壓器應(yīng)提供Burst Mode®(突發(fā))工作模式。在兩次突發(fā)操作之間, 所有與控制輸出開關(guān)相關(guān)的電路都關(guān)斷,輸入電源電流減小到幾微安。相比之下,典型的降壓穩(wěn)壓器為了在空載情況下保持穩(wěn)壓,可能需要從VBATT汲取數(shù)百微安,電池電量消耗速度會快幾個數(shù)量級。
 
給定輕負(fù)載下的突發(fā)模式效率主要受開關(guān)損耗的影響,開關(guān)損耗與開關(guān)頻率和柵極電壓有關(guān)。由于接通和關(guān)斷MOSFET以及讓內(nèi)部邏輯保持活動狀態(tài)需要一定的能量,所以降低開關(guān)頻率可降低柵極電荷損耗并提高效率。開關(guān)頻率主要由突發(fā)模式電流限值、電感值和輸出電容決定。給定負(fù)載電流時,增加突發(fā)電流限值可以提高每個開關(guān)周期中輸送的能量,相應(yīng)的開關(guān)頻率會更低。給定突發(fā)電流限值時,較大值的電感比較小值的電感能存更多的能量,開關(guān)頻率也會更低。出于同樣的原因,更大的輸出電容會儲存更多的能量,需要更長的時間來放電。
 
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圖12. 低 IQ  LT8650S 能維持非常高的輕載效率以支持永遠在線應(yīng)用,而不 會大幅消耗電池電量
 
圖12顯示了超低IQ同步降壓型穩(wěn)壓器LT8650S用在一個高效率、寬輸入電壓和負(fù)載電流范圍的應(yīng)用中。利用集成MOSFET,此器件可在3.3V或5V的固定輸出電壓下提供高達8A的總輸出電流。盡管整體設(shè)計和布局已經(jīng)很簡單,但該轉(zhuǎn)換器還包含了可用于優(yōu)化電池供電系統(tǒng)特定應(yīng)用性能的其它選項。
 
表1列出了適用于汽車市場的低IQ單片穩(wěn)壓器,其輸入電壓最高可達42V或65V。得益于ADI開發(fā)的低IQ技術(shù),這些器件的典型靜態(tài)電流僅為2.5μA。最短導(dǎo)通時間為35ns,在開關(guān)頻率為2MHz 時,這些穩(wěn)壓器可從42V輸入提供3.3V輸出電壓,這樣的應(yīng)用在汽車行業(yè)很常見。
Silent Switcher產(chǎn)品組合使EMI設(shè)計不再復(fù)雜
 
汽車應(yīng)用要求系統(tǒng)不產(chǎn)生可能干擾其他汽車系統(tǒng)正常運行的電磁噪聲。例如,開關(guān)電源是高效率電源轉(zhuǎn)換器,但會產(chǎn)生不受歡迎的可能影響其他系統(tǒng)的高頻信號。開關(guān)穩(wěn)壓器噪聲發(fā)生在開關(guān)頻率及其諧波處。
 
紋波是輸出和輸入電容上出現(xiàn)的噪聲分量。低ESR和ESL電容以及低通LC濾波器可以減小紋波。功率MOSFET快速開關(guān)引起的更高頻率噪聲分量要難以處理得多。由于設(shè)計專注于小尺寸解決方案和高效率,開關(guān)工作頻率現(xiàn)已推高到2MHz,以減小無源元件尺寸并避免可聽頻段。此外,通過降低開關(guān)損耗和占空比損耗,開關(guān)轉(zhuǎn)換時間已縮短到納秒級以提高效率。
 
封裝和PCB布局中的寄生電容和電感對噪聲分布起著重要作用,如果存在噪聲,則很難將其消除。開關(guān)噪聲覆蓋從幾十MHz到超過GHz的范圍,導(dǎo)致EMI預(yù)防變得非常復(fù)雜。受此類噪聲影響的傳感器和其他儀器可能會運行不正常,引起可聞噪聲或嚴(yán)重的系統(tǒng)故障。因此,人們建立了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)來管制EMI。最常用的標(biāo)準(zhǔn)是CISPR25Class5,它詳細說明了150kHz至1GHz頻率下的可接受限值。
 
要在大電流下達到EMI要求,通常會涉及復(fù)雜的設(shè)計和測試程序,包括在解決方案的尺寸、總效率、可靠性和復(fù)雜性等眾多方面進行權(quán)衡。傳統(tǒng)方法通過減慢開關(guān)邊沿或降低開關(guān)頻率來控制EMI,由此帶來的弊端是效率降低,最小開關(guān)時間增加,解決方案尺寸增大。替代緩解方案包含龐大復(fù)雜的EMI濾波器、緩沖器或金屬屏蔽,這會顯著增加電路板空間、元件和裝配方面的成本,并使熱管理和測試復(fù)雜化。
 
我們的Silent Switcher技術(shù)以創(chuàng)新方式解決了EMI問題,使高頻、高功率電源中實現(xiàn)出色的EMI性能。第二代Silent Switcher2器件通過將熱環(huán)路電容集成到封裝中,簡化了電路板設(shè)計和制造。對于42V/4A LT8650S之類的降壓型穩(wěn)壓器,熱環(huán)路包括一個輸入電容以及頂部和底部開關(guān)。其他噪聲環(huán)路包括柵極驅(qū)動電路和升壓電容充電電路。在Silent Switcher2器件中,熱環(huán)路和溫環(huán)路電容集成在封裝中,并以最小化EMI的方式布局。這就降低了最終電路板布局對EMI的影響,簡化了設(shè)計和制造。使用這些器件中集成的可選展頻特性,可以進一步降低峰值EMI,使其更容易符合嚴(yán)格的EMI標(biāo)準(zhǔn)。
 
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圖 13. LT8672 和 LT8650S 配置用于高輸出電
 
圖13展示了一種低IQ,低噪聲解決方案,支持汽車I/O和外設(shè)的高電流應(yīng)用。前端的LT8672保護電路免受電池反向故障和高頻交流紋波的影響,正向壓降只有幾十mV。LT8650S的開關(guān)頻率為400kHz,輸入范圍為3V至40V,兩個通道并聯(lián)工作時輸出能力為8A。兩個去耦電容靠近LT8650S的輸入引腳放置。由于采用 Silent Switcher2技術(shù),即使沒有安裝EMI濾波器,高頻EMI性能也十分出色。該系統(tǒng)符合CISPR25Class5峰值和均值的限值要求,而且裕量很大。圖14顯示了在30MHz至1GHz范圍內(nèi)的垂直極化的輻射EMI均值測試結(jié)果。完整解決方案具有原理圖簡單、總元件數(shù)非常少、尺寸緊湊等特點,而且EMI性能不受電路板布局變化的影響(圖15)。
 
惡劣汽車環(huán)境怎么破?這幾個解決方案輕松搞定
圖 14. LT8672 和 LT8650S EMI 性能:30 MHz 至 1 GHz
 
惡劣汽車環(huán)境怎么破?這幾個解決方案輕松搞定
圖 15. 完整電源解決方案,從汽車電池獲得 3.3 V 和 5 V 輸出
 
結(jié)論
 
汽車應(yīng)用需要低成本、高性能、可靠的電源解決方案。惡劣的引擎蓋下環(huán)境要求電源設(shè)計人員提出穩(wěn)健的解決方案,考慮各種潛在的破壞性電氣和熱事件。連接到12 V電池的電子板必須精心設(shè)計,實現(xiàn)高可靠性、小尺寸解決方案和高性能。ADI Power 器件目錄包含專門針對汽車要求的創(chuàng)新解決方案:超低靜態(tài)電流、超低噪聲、低EMI、高效率、寬運行范圍、小尺寸和寬溫度范圍。通過消除復(fù)雜性并提高性能,ADI Power解決方案可縮短電源設(shè)計時間,降低解決方案成本,并加快產(chǎn)品上市時間。
 
 
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