汽車系統(tǒng)旨在承受溫度的廣泛變化、極端輸入瞬變和其他干擾。我們汽車中的幾乎所有電子設(shè)備都經(jīng)過嚴(yán)格的測試,需要滿足汽車電子委員會 (AEC) 規(guī)定的質(zhì)量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)和組件認(rèn)證。大多數(shù)汽車系統(tǒng)由 12V 鉛酸電池供電,我們可能知道,電池電壓在我們可以想象的幾乎所有條件下都會發(fā)生變化:環(huán)境溫度、負(fù)載條件、年齡;這個清單不勝枚舉。
LM5175-Q1是一個寬輸入電壓四開關(guān)降壓控制器IC集成驅(qū)動器的n通道m(xù)osfet。當(dāng)VIN大于VOUT時工作在降壓模式,當(dāng)VIN小于VOUT時工作在升壓模式。當(dāng)VIN接近VOUT時,設(shè)備運行在一個專有的過渡降壓或升壓模式。該控制方案在規(guī)定的工作范圍內(nèi)為任何輸入/輸出組合提供平穩(wěn)運行。當(dāng)VIN等于VOUT時,降壓或升壓過渡控制方案提供了低紋波輸出電壓,而不影響效率。
布局對于降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的成功運行非常關(guān)鍵。
許多工業(yè)和汽車應(yīng)用具有廣泛變化的輸入電壓 (V IN ) 軌,并且通常需要降壓-升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器來調(diào)節(jié)輸出電壓 (V OUT )。降壓-升壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可以是級聯(lián)降壓和升壓級或單級。級聯(lián)降壓和升壓級會導(dǎo)致雙重轉(zhuǎn)換,從而導(dǎo)致更大的尺寸、成本和功率損耗。
我們生活在一個設(shè)計師似乎一直在追求更高效率的世界。我們希望以更少的功率輸出更多的功率!更高的系統(tǒng)效率是團隊的努力,包括(但不限于)性能更好的柵極驅(qū)動器、控制器和新的寬帶隙技術(shù)。
大多數(shù) DC/DC 轉(zhuǎn)換器需要一個軟啟動電路來限制啟動時的浪涌電流。盡管具有上電復(fù)位 (POR) 功能的系統(tǒng)需要平滑軟啟動,但對于初級側(cè)帶有控制器且占空比或電流有限的隔離式轉(zhuǎn)換器來說,這很困難。
如果實習(xí)醫(yī)生看到他從未在醫(yī)學(xué)手冊中讀過的癥狀,他會診斷什么?集成電路 (IC) 驗證工程師在其職業(yè)生涯的早期可以提出類似的問題。事實上,就像醫(yī)生一樣,一名驗證工程師被指派評估 IC 的“健康狀況”并做出正確的“診斷”,這有時需要結(jié)合實際經(jīng)驗對設(shè)備“解剖結(jié)構(gòu)”有深入的了解。
還記得今年早些時候關(guān)于功率因數(shù)校正(PFC)和啤酒的有趣類比的文章嗎?我認(rèn)為它是輝煌的!在那種情況下,玻璃杯中的啤酒代表電子設(shè)備實際需要的“實際功率”,頂部的泡沫代表“無功功率”,整杯啤酒加上泡沫代表“視在功率”。今天,我接受挑戰(zhàn),提出一個相關(guān)的類比來解釋柵極驅(qū)動器在 PFC 設(shè)計中的作用。
Fly-Buck 是一種同步降壓轉(zhuǎn)換器,其電感器由變壓器或耦合電感器或 代替。次級繞組經(jīng)過二極管整流以產(chǎn)生隔離輸出電壓 (VOUT2),該電壓通過變壓器的匝數(shù)比與初級輸出電壓 (VOUT1) 相關(guān)。
Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器是生成低功率隔離輸出、雙極 (+/-) 輸出和多輸出軌的常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。Fly-Buck 拓?fù)湓陔娦拧oE、定制 PoE、工業(yè)和汽車應(yīng)用中很常見。最常用的 Fly-Buck 拓?fù)鋵Ψ歉綦x輸出使用降壓配置。這種配置如圖 1 所示。
正如我在第一部分中提到的,專用于電源管理的印刷電路板 (PCB) 區(qū)域?qū)ο到y(tǒng)設(shè)計人員來說是一個巨大的限制。降低轉(zhuǎn)換器損耗是在 PCB 空間有限的空間受限應(yīng)用中實現(xiàn)緊湊實現(xiàn)的基本要求。
今天,在競爭激烈的時代,產(chǎn)品設(shè)計師面臨的挑戰(zhàn)是保持領(lǐng)先地位,而不僅僅是與時俱進。這提高了系統(tǒng)設(shè)計人員通過差異化產(chǎn)品進行創(chuàng)新的賭注。
大多數(shù)電源轉(zhuǎn)換器實施的核心是效率和功率密度之間 不可避免的權(quán)衡。然而,具有獨特電源解決方案要求的新應(yīng)用正在形成。許多設(shè)計人員選擇使用兼具性能和靈活性的降壓控制器來利用經(jīng)過驗證和驗證的電源解決方案。
在創(chuàng)建高性能測試和測量設(shè)備時,我們最不關(guān)心的是什么為電路板供電??赡茈y以置信,但電源會對位于電源下游的高精度逐次逼近寄存器 (SAR) 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 的性能產(chǎn)生巨大影響。
取代現(xiàn)有的電表(仍然使用幾十年前開發(fā)的技術(shù)),智能電表使用安全連接網(wǎng)絡(luò)自動和無線地將能源使用情況發(fā)送給公用事業(yè)公司。智能電表的核心是其開關(guān)模式電源 (SMPS),它使用適用于單相和三相智能電表的低成本反激式拓?fù)洹?/p>