低靜態(tài)電流應(yīng)對(duì)汽車電子系統(tǒng)要求

1、低靜態(tài)電流應(yīng)對(duì)汽車電子系統(tǒng)要求如今的系統(tǒng)越來越復(fù)雜。同時(shí)，汽車環(huán)境對(duì)任何產(chǎn)品來說都是很大的挑戰(zhàn)，由于汽車電子系統(tǒng)要求運(yùn)行很寬，并且有很大的瞬態(tài)電壓和溫度變幻。另外，性能要求也越來越高，需要多個(gè)供給電壓以滿足系統(tǒng)的不同要求。典型的導(dǎo)航系統(tǒng)可以有六個(gè)或者以上的不同供給電源，其中包括8v、5v、3.3v、2.5v、1.8v和1.5v。同時(shí)，雖然組件數(shù)量增強(qiáng)了，但是空間卻越來越小。因此，在空間和溫度要求十分高的狀況下，效率是十分關(guān)鍵的因素。在低輸出電壓，甚至是中等狀況（幾百毫安以上），不能指望采納線性穩(wěn)壓器來產(chǎn)生這些系統(tǒng)電壓。其結(jié)果是，在過去的幾年中，開關(guān)穩(wěn)壓器已經(jīng)逐漸代替了線性穩(wěn)壓器，這主要是由于溫

2、度限制。的益處如效率提高和引腳占位更小等，這彌補(bǔ)了其復(fù)雜性和emi方面的考慮?？紤]到這些限制，就開關(guān)穩(wěn)壓器來說，必需具備以下特點(diǎn)：輸入運(yùn)行范圍要寬寬負(fù)載范圍內(nèi)效率要高在正常運(yùn)行、待機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)靜態(tài)電流要低熱量要低噪聲和emi要最低。下面向以上特點(diǎn)作詳細(xì)解釋：輸入運(yùn)行范圍要寬任何的開關(guān)穩(wěn)壓器都需要被設(shè)置成能夠在3v到60v的輸入電壓范圍內(nèi)工作，而且必需能夠應(yīng)用在14v或42v的汽車系統(tǒng)內(nèi)。60v定額為14v的系統(tǒng)提供了很好的空間，由于這系統(tǒng)通常都在36v到40v范圍。另外，60v定額使設(shè)備能夠用在將來的42v系統(tǒng)中。這解釋現(xiàn)在為14v系統(tǒng)做的設(shè)計(jì)無需許多重新設(shè)計(jì)便可升級(jí)成為42v系統(tǒng)。效率寬負(fù)載的

3、高效率電源轉(zhuǎn)換在大部分汽車系統(tǒng)中都至關(guān)重要。例如，在10ma到1.2a負(fù)載范圍內(nèi)的5v輸出要求電源轉(zhuǎn)換效率在85% 左右。在高電流狀況下，內(nèi)置的開關(guān)需要有很好的飽和度，通常是1a下0.2 。要提凹凸負(fù)載效率，驅(qū)動(dòng)電流需要降低或調(diào)節(jié)至與負(fù)載電流成比例。另外，內(nèi)置控制的電源可以通過一個(gè)偏置引腳提供，而該引腳則從輸出獲得電源。這樣就利用上了降壓轉(zhuǎn)換器的電源轉(zhuǎn)換效率。該偏置電流來自輸出而不是輸入，削減了控制電路所要求的輸入供給電流，而比例是輸出與輸入電壓之比。例如，在3.3v的100ua輸出電流僅僅需要在12v的一個(gè)30ua平均輸入電流。這使控制電路的輸入電流最小化，同時(shí)還提高了輕負(fù)載效率。低靜態(tài)電流

4、在汽車系統(tǒng)中還有無數(shù)應(yīng)用需要持續(xù)電源，即使是在停車的時(shí)候也是如此。這些應(yīng)用最重要的要求是低靜態(tài)電流。設(shè)備可以在正常持續(xù)開關(guān)模式下運(yùn)行直到輸出電流降至大約100ma。在這個(gè)水平以下，開關(guān)穩(wěn)壓器必需跳過脈沖，以保持穩(wěn)壓狀態(tài)，該穩(wěn)壓器可以在脈沖之間進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此時(shí)惟獨(dú)部分內(nèi)置電路通電。在輕負(fù)載電流狀況下，開關(guān)穩(wěn)壓器需要自動(dòng)轉(zhuǎn)換到突發(fā)模式運(yùn)行。在這種模式下，12v到3.3v轉(zhuǎn)換器要求靜態(tài)電流應(yīng)當(dāng)下降到100ua以下。內(nèi)置基準(zhǔn)和電源良好狀態(tài)電路在睡眠狀態(tài)下也是啟動(dòng)的，能夠檢測輸出電壓。靜態(tài)電路在關(guān)機(jī)狀態(tài)下應(yīng)當(dāng)?shù)陀?ua。低熱阻抱負(fù)狀況下，接點(diǎn)到框架的熱阻應(yīng)當(dāng)是低的。假如器件背面是裸露在外的銅，而且焊接

5、在印制板的表面，那么印制板可以用來從器件上將熱量散發(fā)出去?，F(xiàn)在大多數(shù)內(nèi)置電源板的四層主板可以達(dá)到熱阻在40 c/w范圍內(nèi)。能夠很好地向金屬外殼散熱的高周邊溫度應(yīng)用能使接點(diǎn)到框架的熱阻臨近典型的10 c/w。這有助于擴(kuò)大實(shí)用的工作溫度范圍。噪聲與emi的考慮盡管開關(guān)穩(wěn)壓器比線性調(diào)整器產(chǎn)生更多的噪聲，但它們的效率要高得多。只要開關(guān)電源狀況可以預(yù)測，噪聲和emi水平在無數(shù)敏感性的應(yīng)用中被證實(shí)是可管理的。假如開關(guān)穩(wěn)壓器在正常狀態(tài)下以恒定的頻率切換，而且開關(guān)的邊緣整潔且可以預(yù)測，并沒有過沖或高頻率的振蕩，那么emi可以最小化。小封裝尺寸和高運(yùn)行頻率可以提供小而緊湊的布局，從而使emi最小化。 此外，假如

6、穩(wěn)壓器可以與低esr陶瓷器一起用法，輸入和輸出電壓紋波都可以被最小化，它們是系統(tǒng)里另外的噪聲來源。凌特公司的lt1976是60v單片降壓開關(guān)穩(wěn)壓器家族中的最新產(chǎn)品。該設(shè)備滿足汽車應(yīng)用的多項(xiàng)重要要求。lt1976的輸入電壓范圍很寬，在3.3v到60v之間。它在負(fù)載電流高達(dá)1.2a時(shí)效率很高。在各種電壓、負(fù)載和溫度條件下基準(zhǔn)精確率達(dá) +/- 2%。因?yàn)槠渫话l(fā)模式的特點(diǎn)，在12v到3.3v的應(yīng)用中靜態(tài)電流是90ua。該設(shè)備采納小型扁平的tssop封裝，熱阻十分低，從而能夠舉行十分小的引腳占位。最后，它采納電流模式布局，以保證良好的瞬態(tài)響應(yīng)和容易的補(bǔ)償，以及專利電路可以對(duì)全部占空比保持恒定的峰值開關(guān)電流。開關(guān)頻率是恒定的200khz，該器件可以被同步到更高頻率。它在汽車溫度范圍內(nèi)提供精確的調(diào)整，包括電源狀態(tài)良