數(shù)字電源管理在汽車中的應(yīng)用

　　其中一款數(shù)字控制器的數(shù)據(jù)手冊(cè)首頁如圖3所示，像公司開發(fā)的其它大多數(shù)產(chǎn)品一樣，這款產(chǎn)品迄今為止專門面向計(jì)算市場(chǎng)。在計(jì)算市場(chǎng)中，多相解決方案在20世紀(jì)90年代末(以模擬設(shè)計(jì)的形式)即已出現(xiàn)，并且在過去4-6年里它已經(jīng)發(fā)展成最終的數(shù)字版。典型應(yīng)用電路如圖4a)所示，幾乎所有這些器件都可以控制2個(gè)不同的控制回路的2個(gè)不同的輸出電壓，從而能夠根據(jù)應(yīng)用需求靈活分配各個(gè)回路的相位數(shù)量。在這些器件的所有嵌入式特性中，最重要的特性如圖3所示，還可以添加各種保護(hù)特性，例如OVP、UVP、OCP、OTP、CFP和適于遙測(cè)技術(shù)的不同系統(tǒng)接口(I2C/SMBus/PMBus)，并且還可以通過非易失性存儲(chǔ)器(NVM)模塊實(shí)現(xiàn)定制配置。這類器件的管腳如圖4 b)所示。

　　需要注意的是圖4 a)中有功率級(jí)。這些器件取代了通常由1個(gè)驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)分立FET構(gòu)成的解決方案，能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)單相輸出，并且內(nèi)部電路和典型應(yīng)用都非常簡(jiǎn)單，詳情請(qǐng)參照?qǐng)D5。

　　所有這些構(gòu)建模塊現(xiàn)在均可從IR獲得。IR多年來一直在向服務(wù)器制造商供應(yīng)解決方案，并且解決方案的復(fù)雜度和功率密度在過去幾年都得到了大幅提升，6相、180A解決方案的尺寸如圖6所示。

　　面向汽車應(yīng)用的數(shù)字控制器解決方案及新產(chǎn)品系列

　　新挑戰(zhàn)在于將所有知識(shí)和這些元件性能從計(jì)算領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到汽車市場(chǎng)中。IR近來與其用戶合作，以便了解用戶需要什么和面向新興mHEV系列的汽車用DC/DC轉(zhuǎn)換器最好具備哪些增值特性。

　　區(qū)別立顯：

　　1) 輸入電壓越高(48V而非12V)，輸出電壓也越高(12V而非1V);
　　2) (每個(gè)相位的)開關(guān)頻率可能更低，為100kHz-200kHz而非400kHz-800kHz;
　　3) 輸出電壓無需精確到mV，像計(jì)算應(yīng)用一樣可以選擇，并且精度達(dá)到50mV就足夠了;
　　4) 需要雙向電流，48V => 12V(降壓)或12V => 48V(升壓)操作可以實(shí)現(xiàn);
　　5) 負(fù)載瞬變不會(huì)太大，因?yàn)椴季€減輕了負(fù)載瞬變;目標(biāo)電流變化預(yù)計(jì)為100A/ms或更低。

　　在這些假設(shè)的基礎(chǔ)上，我們列出了希望實(shí)現(xiàn)的數(shù)字IC功能。面向汽車DC/DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)用的數(shù)字控制器的方框圖如圖7所示。

　　最后，圖8介紹了如何將這些電源模塊有效地應(yīng)用到面向微HEV和微iHEV的48V – 12V DC/DC能量轉(zhuǎn)換器之中：這些轉(zhuǎn)換器的功率預(yù)計(jì)將在1kW-4kW范圍內(nèi)，這就意味著提議的解決方案無法輕易地以單相轉(zhuǎn)換器的方式實(shí)現(xiàn)，并且很可能必須采用前面討論的雙向、多相降壓-升壓拓?fù)洹?/p>