汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
噪聲與 EMI 輻射問(wèn)題
盡管開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生較大噪聲，但是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的效率卻高得多?，F(xiàn)在已經(jīng)證明，在很多敏感應(yīng)用中，噪聲和 EMI 是可管理的，只要開(kāi)關(guān)按預(yù)期工作就行。如果一個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器在正常工作模式時(shí)以恒定頻率開(kāi)關(guān)，切換邊緣是干凈并可預(yù)測(cè)的，沒(méi)有過(guò)沖或高頻振鈴，那么就可以最大限度減小 EMI。小封裝尺寸和高工作頻率可以實(shí)現(xiàn)小且緊湊的布局，這也最大限度地減小了 EMI 輻射。此外，如果穩(wěn)壓器可以采用低 ESR 陶瓷電容器，那么輸入和輸出電壓紋波都可以最大限度地減小，這種紋波是系統(tǒng)中噪聲的附加來(lái)源。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/196726.htm
負(fù)載突降時(shí)不被損壞的能力
“負(fù)載突降”指的是在交流發(fā)電機(jī)給電池充電時(shí)電池電纜斷接的情形。圖2顯示了由負(fù)載突降引起的典型電流脈沖。這種突然斷接可能產(chǎn)生高達(dá)60V的瞬態(tài)電壓尖峰，因?yàn)榻涣靼l(fā)電機(jī)試圖給電池完全充電。交流發(fā)電機(jī)上的瞬態(tài)電壓抑制器通常把總線電壓“箝位”于36V和60V之間，因而使得交流發(fā)電機(jī)的下游器件主端DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠承受 60V 的瞬態(tài)“尖峰”。由于希望這些轉(zhuǎn)換器以及由這些轉(zhuǎn)換器供電的子系統(tǒng)在瞬態(tài)事件發(fā)生期間和發(fā)生以后正常工作，所以DC/DC轉(zhuǎn)換器能夠處理這種高瞬態(tài)電壓是至關(guān)重要的。目前有各種可在外部實(shí)施的“保護(hù)”電路（通常是瞬態(tài)電壓抑制器），但是這些電路增加了成本并需要占用寶貴的電路板空間。凌特公司的高壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器都能承受高達(dá)60V的瞬態(tài)電壓，同時(shí)在不對(duì)系統(tǒng)性能或可靠性造成影響的前提下維持輸出穩(wěn)定。一般情況下，這些穩(wěn)壓器都是降壓型或降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器，可經(jīng)受由充電/電池系統(tǒng)中斷引起的汽車(chē)電池和交流發(fā)電機(jī)的電壓置換。
● 負(fù)載突降瞬態(tài)是由正在充電的電池意外斷接引起的電壓尖峰。
● 負(fù)載突降瞬態(tài)規(guī)格為 36V ~ 60V，但是取決于具體使用的是哪一代電源以及所用的控制方法。
● 如果不加抑制，負(fù)載突降瞬態(tài)可能損壞電源總線上的很多電子元件。
具有內(nèi)在高壓瞬態(tài)和高效率要求的汽車(chē)子系統(tǒng)對(duì)電源設(shè)計(jì)提出了越來(lái)越高的要求。這些電源必須在非常緊湊的占板面積上提供大功率、高效率和低噪聲，而且必須在寬輸入電壓范圍內(nèi)維持高效率。有些 DC/DC 轉(zhuǎn)換器解決方案在高輸入電壓時(shí)可以滿足上述部分要求，但是它們?cè)诘洼斎腚妷簳r(shí)無(wú)法保持高效率。很多這類(lèi)轉(zhuǎn)換器都有頻率補(bǔ)償電路，需要笨重的輸入和輸出電容器，這不僅增大了解決方案的總體尺寸，而且還導(dǎo)致高輸出紋波電壓。
凌特公司最近推出的DC/DC轉(zhuǎn)換器LT3434解決了上述汽車(chē)導(dǎo)航應(yīng)用的很多關(guān)鍵問(wèn)題，它屬于一個(gè)不斷擴(kuò)大的 60V單片降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器系列。LT3434工作在3.3V~60V的寬輸入電壓范圍，參見(jiàn)圖 3。它在負(fù)載電流高達(dá)2.5A 時(shí)仍具有高效率。在所有電壓、負(fù)載和溫度條件下，其基準(zhǔn)準(zhǔn)確度均為±2%。
由于具有能以突發(fā)模式（BurstMode）工作的特點(diǎn)，就 12V~3.3V應(yīng)用而言，其靜態(tài)電流低于 100uA。該器件采用小型扁平 TSSOP 封裝，具有非常低的熱阻，允許設(shè)計(jì)占板面積小的方案。最后，它采用電流模式拓?fù)湟垣@得良好的瞬態(tài)響應(yīng)和容易實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，以及用獲得專利的電路在所有占空比條件下保持恒定峰值開(kāi)關(guān)電流。開(kāi)關(guān)頻率是恒定的 200kHz，而且該器件也可以與更高的頻率同步。它在汽車(chē)溫度范圍內(nèi)提供嚴(yán)格穩(wěn)定的電壓，并具有電源良好/復(fù)位、軟啟動(dòng)和 UVLO 功能。該集成電路可為汽車(chē)降壓型應(yīng)用組成電流高達(dá) 2.5A 和堅(jiān)固、高效且占板面積小的解決方案。
結(jié)論
盡管汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，而且要求高性能模擬DC/DC轉(zhuǎn)換器，但是無(wú)需驚慌。像凌特公司這樣的供應(yīng)商正在推出一批“新潮”穩(wěn)壓器，這些穩(wěn)壓器兼有大量關(guān)鍵功能，使電源設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)工程師來(lái)說(shuō)不再那么傷腦筋了。
評(píng)論