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汽車信息娛樂系統(tǒng)中多輸出電源IC的應(yīng)用分析

2017-11-20 | rar | 0.4 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

汽車應(yīng)用的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)是頗具挑戰(zhàn)性,原因有很多:空間十分有限;工作溫度范圍必須寬廣;噪聲必須盡量抑制;必須承受電池瞬變且質(zhì)量水準(zhǔn)必須很高。由于集成度必須很高,以壓縮電路板面積,這就需要電源效率非常高的組件。汽車應(yīng)用的許多場(chǎng)合中都有著嚴(yán)格的EMC要求,其涵蓋了輻射發(fā)射和傳導(dǎo)發(fā)射、抵抗輻射和傳導(dǎo)或敏感性以及電子放電(ESD)。對(duì)于潛在的多通道IC設(shè)計(jì)而言,符合所有這些要求將影響到很多方面的性能。有些滿足起來(lái)簡(jiǎn)單明了,比如要求DC-DC開關(guān)穩(wěn)壓器工作在一個(gè)位于AM無(wú)線電頻段之外的固定頻率。然而,有的就更難應(yīng)對(duì)了,比如調(diào)整內(nèi)部功率FET的擺率,以最大限度地抑制由于DC-DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換所引起的輻射發(fā)射。
  隨著開發(fā)工作的推進(jìn),“特征蠕動(dòng)”(即產(chǎn)品規(guī)格的變更,例如輸入和輸出電壓,以及輸出電流參數(shù))會(huì)對(duì)IC及相關(guān)分立組件的選擇產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。在最好的情況下,當(dāng)某項(xiàng)系統(tǒng)規(guī)格在電路板布局排定之后發(fā)生變更時(shí),也許通過置換可調(diào)輸出轉(zhuǎn)換器上的幾個(gè)電阻就能對(duì)某個(gè)電壓進(jìn)行微調(diào)。而在最糟糕的情況下,或許需要用引出腳不兼容的IC換掉多個(gè)現(xiàn)用的IC,因?yàn)樾碌妮敵鲭娏魉揭蟪^了這些現(xiàn)用IC的開關(guān)電流額定值。由于必需進(jìn)行電路板的重新設(shè)計(jì)和布局,因此,這將導(dǎo)致一系列的成本增加和進(jìn)度延誤。為此,需要采用一種高度專用的高性能可配置電源管理IC以正確地管理電源模塊,從而確保系統(tǒng)的所有性能優(yōu)勢(shì)皆可實(shí)現(xiàn),并為不可避免的電源模塊系統(tǒng)變更提供靈活性。
  一種簡(jiǎn)單的解決方案
  過去,很多既有多輸出PMIC不具備應(yīng)對(duì)這類新式系統(tǒng)所必需的靈活性。滿足上述汽車電源管理IC設(shè)計(jì)限制的任何解決方案都必須兼有高集成度、很寬的工作溫度范圍以及高度靈活性,其中高集成度包括集成電流適中的降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器和低壓功能。設(shè)計(jì)師所需要的是一個(gè)多通道、可配置DC/DC轉(zhuǎn)換器。
  靈活的八通道降壓型穩(wěn)壓器
  LTC3375是一款高度集成的通用電源管理解決方案,適用于需要多個(gè)低壓電源的系統(tǒng)。該器件具備8個(gè)獨(dú)立的1A通道,提供I2C控制、靈活的排序和故障監(jiān)視,采用緊湊的QFN封裝。同時(shí),它還含有8個(gè)內(nèi)部補(bǔ)償、高效率同步降壓型穩(wěn)壓器和一個(gè)始終保持接通的高壓線性控制器。每個(gè)降壓型穩(wěn)壓器都有自己獨(dú)立的2.25V至5.5V輸入電源,輸出電壓范圍為0.425V至VIN.該器件的按鈕ON/OFF/RESET控制、電源接通復(fù)位和看門狗定時(shí)器提供靈活可靠的加電排序和系統(tǒng)監(jiān)視。LTC3375具備可編程和可同步1MHz至3MHz振蕩器,缺省開關(guān)頻率為2MHz.所有DC/DC斷開時(shí),靜態(tài)電流僅為11μA,從而在始終保持接通系統(tǒng)中節(jié)省了功率。該器件適用于多種多通道應(yīng)用,包括工業(yè)、汽車和通信系統(tǒng)。
  LTC3375的8個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器可以單獨(dú)使用,也可以并聯(lián)連接,以用單個(gè)共享電感器實(shí)現(xiàn)每輸出高達(dá)4A的較大輸出電流。因?yàn)榭梢圆⒙?lián)的相鄰穩(wěn)壓器多達(dá)4個(gè),所以可以有15種不同的輸出配置。這些穩(wěn)壓器有兩種工作模式:突發(fā)模式(Burst Mode)在加電缺省時(shí)工作,可在輕負(fù)載時(shí)提供較高效率;強(qiáng)制連續(xù)PWM模式可在輕負(fù)載時(shí)實(shí)現(xiàn)較低噪聲。
  I2C接口可用來(lái)選擇工作模式、相位、反饋調(diào)節(jié)電壓和開關(guān)轉(zhuǎn)換率。這些降壓型穩(wěn)壓器提供正向和反向電流限制、在啟動(dòng)時(shí)用軟啟動(dòng)限制浪涌電流、提供短路保護(hù)以及轉(zhuǎn)換率控制以實(shí)現(xiàn)較低的輻射EMI.其他特點(diǎn)包括指示內(nèi)部芯片溫度的芯片溫度監(jiān)視器輸出(可通過I2C讀?。┖托酒瑴囟龋―T)報(bào)警功能,當(dāng)芯片溫度達(dá)到其設(shè)定報(bào)警門限時(shí),該功能向用戶發(fā)出警報(bào),因此允許系統(tǒng)采取糾正行動(dòng)。LTC3375有高溫(H級(jí))版本,其額定結(jié)溫范圍為-40℃至+150℃,很容易滿足汽車的高溫運(yùn)行要求。
  汽車信息娛樂系統(tǒng)中多輸出電源IC的應(yīng)用分析
  圖1:LTC3375 4A/3A/1A三輸出配置簡(jiǎn)化方框圖

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