系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片或 SBC 是一種集成電路 (IC)，它結(jié)合了系統(tǒng)的許多典型構(gòu)建塊，包括收發(fā)器、線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器。雖然這些集成設(shè)備可以在許多應(yīng)用中提供尺寸和成本節(jié)約，但它們并非在所有情況下都適用。

對于 SBC 不適合的應(yīng)用程序，構(gòu)建上述構(gòu)建塊的磁盤實(shí)現(xiàn)可能是有益的，這就是我所說的“離散 SBC”一詞的意思。在這篇文章中，我將描述構(gòu)建離散 SBC 可以解決系統(tǒng)要求的一些場景，以及使用離散解決方案可以獲得哪些額外好處。

多功能電源拓?fù)?

汽車中的不同節(jié)點(diǎn)在不同的輸入瞬態(tài)期間將具有廣泛不同的性能要求。例如，在車輛周圍路由關(guān)鍵信息的網(wǎng)關(guān)模塊有時需要通過低至 4.0V 的冷啟動輸入瞬態(tài)繼續(xù)正常運(yùn)行。鑒于此要求，我們將需要某種形式的升壓轉(zhuǎn)換器，以在低輸入電壓瞬態(tài)期間保持輸出電壓軌處于穩(wěn)壓狀態(tài)。

一個示例解決方案是創(chuàng)建一個具有寬輸入電壓升壓調(diào)節(jié)器到中間電壓的兩級穩(wěn)壓器，然后是一個寬輸入電壓降壓穩(wěn)壓器到所需的輸出電壓。

雖然此解決方案需要兩個穩(wěn)壓器，但額外的好處是：

· 我們可以選擇中間電壓，以便從中調(diào)節(jié)多個輸出軌。有源天線應(yīng)用通常需要 7V 至 12V 的穩(wěn)壓電壓;控制器局域網(wǎng) (CAN) 收發(fā)器需要 5V;微處理器通常需要 5.0V、3.3V 或 1.8V。通過選擇高于所需的最高穩(wěn)壓輸出電壓的中間電壓，我們無需在模塊內(nèi)安裝第二個升壓穩(wěn)壓器。

· 在 eCall 等應(yīng)用中，模塊必須在給定時間內(nèi)通過掉電條件或完全電池斷開條件運(yùn)行，我們可以將中間電壓設(shè)置為更高的電壓，以便在穩(wěn)壓器的輸出電容中存儲更多能量。存儲在輸出電容中的總能量(在這種情況下也充當(dāng)?shù)綦娀螂姵財嚅_情況下的保持電容)等于 。如我們所見，能量與存儲電壓的平方成正比，這意味著如果中間電壓增加一倍，則存儲的總能量會增加四倍，從而更容易通過掉電或在電池斷開后保持更長的運(yùn)行時間。

在我的第二個示例中，分立式 SBC 解決方案可能有利于需要在電池輸入電壓可能下降至 5.5V 或低于 5.5V 的啟停瞬態(tài)下運(yùn)行的節(jié)點(diǎn)。如果模塊既需要為 CAN 收發(fā)器提供 5V 穩(wěn)壓電源，又需要為微控制器提供 3.3V 穩(wěn)壓電源，則設(shè)置為 3.3V 的寬輸入電壓降壓轉(zhuǎn)換器后接小型低輸入電壓升壓轉(zhuǎn)換器可能具有競爭力解決方案。這里的另一個好處是，由于電池的輸入電壓會立即降壓到一個穩(wěn)定的低電壓，它只需要一個寬輸入電壓調(diào)節(jié)器。因此，3.3V 至 5.0V 升壓穩(wěn)壓器可以是低輸入電壓、低電流的器件，從而節(jié)省成本。

可擴(kuò)展的產(chǎn)品系列和控制器產(chǎn)品

離散系列通常帶有具有不同電流等級的不兼容系列成員。這使我們可以更輕松地為低端、中端和高端應(yīng)用擴(kuò)展電源，而無需重新設(shè)計電路板。

執(zhí)行此操作的 TI 系列示例包括：

· 降壓穩(wěn)壓器：

· LM53625-Q1和LM53635-Q1系列 (2.5A/3.5A)。

· TPS57040 -Q1/ 57140 -Q1/ 54240-Q1系列 (0.5A/1.5A/2.5A)。

· 線性穩(wěn)壓器 (LDO)：

· TPS7B63-Q1和TPS7B68-Q1看門狗 LDO 系列 (300mA/500mA)。

· TPS7B67-Q1和TLE4275-Q1 450mA LDO 系列，帶和不帶低功耗模式。

根據(jù)我們設(shè)計的負(fù)載電流或功能要求，這些系列中的每一個系列中的器件都是引腳對引腳等效的并且可以相互互換。由于降壓和升壓穩(wěn)壓器都有使用外部場效應(yīng)晶體管 (FET) 和二極管的控制器產(chǎn)品，因此我們可以根據(jù)每個設(shè)計變體的負(fù)載電流要求輕松擴(kuò)展這些產(chǎn)品。

雖然并非所有應(yīng)用程序都具有與我在此處描述的兩個示例相同的要求，但愿意查看離散解決方案可提供卓越的靈活性和可擴(kuò)展性。