安森美汽車自動(dòng)啟停系統(tǒng)解決方案
如今,汽車用戶越來(lái)越關(guān)注油耗,期望節(jié)省燃油支出,而這也能幫助減少對(duì)環(huán)境的影響。為了了配合此趨勢(shì),汽車制造商們紛紛采用各種途徑來(lái)降低油耗,其中一種途徑就是在新車型中應(yīng)用自動(dòng)“啟動(dòng)/停止”(Start/Stop)功能,幫助降低油耗。
所謂自動(dòng)啟停功能,就是汽車因?yàn)槎萝嚮虻燃t燈而停下來(lái)時(shí),這些創(chuàng)新的系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)(熄火);而當(dāng)駕駛?cè)说哪_從剎車踏板移向油門踏板時(shí),就自動(dòng)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(點(diǎn)火)。這就幫助降低市區(qū)駕車及停停走走式交通繁忙期時(shí)不必要的油耗,降低排放。
自動(dòng)啟停系統(tǒng)對(duì)汽車電源系統(tǒng)的影響及常見電源方案
但這樣的創(chuàng)新系統(tǒng)也為汽車電子設(shè)計(jì)帶來(lái)一些獨(dú)特挑戰(zhàn)。因?yàn)楫?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)時(shí),電池電壓可能驟降至6.0 V甚至更低。傳統(tǒng)汽車電源架構(gòu)中,典型電子模塊包含反極性二極管,用于在汽車跳接啟動(dòng)(jump started)而跳接線纜反向的事件中保護(hù)電子電路。保護(hù)電路本身產(chǎn)生壓降,使下游電路電壓僅為5.5 V或更低。由于許多模塊仍要求5 V供電,過低的壓差使降壓電源沒有足夠余量來(lái)正常工作。因此,傳統(tǒng)的汽車電源架構(gòu)不適用于自動(dòng)啟停系統(tǒng)。
圖1:傳統(tǒng)汽車電源架構(gòu)及其問題所在。
要為自動(dòng)啟停系統(tǒng)選擇適當(dāng)?shù)碾娫醇軜?gòu),常見的方案有三種(見圖2)。一種方案是采用低壓降(LDO)線性穩(wěn)壓器,或是低壓降開關(guān)電源。另一種方案是采用升降壓電源作為初級(jí)電源。第三種方案是在初級(jí)高壓降壓電源之前,采用前置升壓電源。
圖2:自動(dòng)啟停系統(tǒng)的常見電源方案(方案1是低壓降電源,不只是LDO)。
安森美半導(dǎo)體用于啟停系統(tǒng)的改進(jìn)型前置升壓電源方案——NCV8876
安森美半導(dǎo)體應(yīng)用于汽車自動(dòng)啟停系統(tǒng)的非同步升壓控制器NCV8876,主要用于在汽車自動(dòng)啟停時(shí)為后續(xù)電路提供足夠的工作電壓。它是一種改進(jìn)型的前置升壓電源方案。
NCV8876驅(qū)動(dòng)外部N溝道MOSFET,使用內(nèi)部斜坡補(bǔ)償?shù)姆逯惦娏髂J娇刂?,集成了?nèi)部穩(wěn)壓器,為門極驅(qū)動(dòng)器提供電荷。NCV8876采用2 V至45 V輸入電壓工作,能夠在冷啟動(dòng)及45 V負(fù)載突降情況下工作。NCV8876在休眠模式下的靜態(tài)電流典型值僅為11 μA,適應(yīng)汽車應(yīng)用的低靜態(tài)電流要求。它在寬溫度范圍下提供±2%的輸出電壓精度。NCV8876采用SOIC8微型封裝,工作溫度范圍-40℃至150℃,能夠適應(yīng)汽車應(yīng)用的嚴(yán)格要求。
圖3:安森美半導(dǎo)體的改進(jìn)型前置升壓電源方案NCV8876的典型應(yīng)用電路。
如圖3所示,NCV8876具有狀態(tài)(STATUS)監(jiān)測(cè)功能,能為微控制器提供工作狀態(tài)信息。當(dāng)工作狀態(tài)為低電平時(shí),NCV887工作;高電平時(shí),NCV8876休眠。這器件可以透過外部電阻RDSC設(shè)定頻率。它還可內(nèi)部設(shè)定限流值、最大占空比等多項(xiàng)參數(shù)。NCV8876集成了多種保護(hù)功能,如逐周期限流保護(hù)、斷續(xù)模式過流保護(hù)及過熱關(guān)閉等。其它特性包括:峰值電流檢測(cè)、最小COMP電壓鉗位可提高切換時(shí)的響應(yīng)速度等??偟膩?lái)看,NCV8876應(yīng)用電路簡(jiǎn)單,成本低,非常適合汽車啟停系統(tǒng)應(yīng)用。
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