低靜態(tài)電流應對汽車電子系統(tǒng)要求

1、低靜態(tài)電流應對汽車電子系統(tǒng)要求如今的系統(tǒng)越來越復雜。同時，汽車環(huán)境對任何產(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，需要多個供給電壓以滿足系統(tǒng)的不同要求。典型的導航系統(tǒng)可以有六個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，雖然組件數(shù)量增強了，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，這彌補了其復雜性和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：輸入運行范圍要寬寬負載范圍內(nèi)效率要高在正常運行、待機和關(guān)機時靜態(tài)電流要低熱量要低噪聲和emi要最低。下面向以上特點作詳細解釋：輸入運行范圍要寬任何的開關(guān)穩(wěn)壓器都需要被設置成能夠在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)做的設計無需許多重新設計便可升級成為42v系統(tǒng)。效率寬負載的

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 。要提凹凸負載效率，驅(qū)動電流需要降低或調(diào)節(jié)至與負載電流成比例。另外，內(nèi)置控制的電源可以通過一個偏置引腳提供，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30ua平均輸入電流。這使控制電路的輸入電流最小化，同時還提高了輕負載效率。低靜態(tài)電流

4、在汽車系統(tǒng)中還有無數(shù)應用需要持續(xù)電源，即使是在停車的時候也是如此。這些應用最重要的要求是低靜態(tài)電流。設備可以在正常持續(xù)開關(guān)模式下運行直到輸出電流降至大約100ma。在這個水平以下，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入睡眠狀態(tài)，此時惟獨部分內(nèi)置電路通電。在輕負載電流狀況下，開關(guān)穩(wěn)壓器需要自動轉(zhuǎn)換到突發(fā)模式運行。在這種模式下，12v到3.3v轉(zhuǎn)換器要求靜態(tài)電流應當下降到100ua以下。內(nèi)置基準和電源良好狀態(tài)電路在睡眠狀態(tài)下也是啟動的，能夠檢測輸出電壓。靜態(tài)電路在關(guān)機狀態(tài)下應當?shù)陀?ua。低熱阻抱負狀況下，接點到框架的熱阻應當是低的。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。現(xiàn)在大多數(shù)內(nèi)置電源板的四層主板可以達到熱阻在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用能使接點到框架的熱阻臨近典型的10 c/w。這有助于擴大實用的工作溫度范圍。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)電源狀況可以預測，噪聲和emi水平在無數(shù)敏感性的應用中被證實是可管理的。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。該設備滿足汽車應用的多項重要要求。lt1976的輸入電壓范圍很寬，在3.3v到60v之間。它在負載電流高達1.2a時效率很高。在各種電壓、負載和溫度條件下基準精確率達 +/- 2%。因為其突發(fā)模式的特點，在12v到3.3v的應用中靜態(tài)電流是90ua。該設備采納小型扁平的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)響應和容易的補償，以及專利電路可以對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