Conditions de système de transport
la tension du système de transport d'entrée peut être jusqu'à 14V (une seule voiture à piles), 28V (camions à double propulsion batterie, bus et avions), ou plus, et ses systèmes numériques nécessitent une ou plusieurs rails à basse pression. Par conséquent, cette conception lorsque le type de système, le besoin de savoir de manière simple, efficace et fiable à partir d'une tension d'entrée élevée du dollar. Voici la figure 1 montre, la tension d'entrée environnement automobile peut changer en fonction de l'état de fonctionnement est changé, et son état de fonctionnement peut comprendre Charger les changements de vidage à la voiture froide a commencé une variété de circonstances, et même la connexion inverse de la batterie.
NOMINAL 14V: 14V120V CHARGE DUMP nominale: décharge de charge 120V 6V MANIVELLE: 6V de démarrage à froid 85V BRUIT: bruit 85V 24V JUMP START: 24V soudainement commencer les inversions de polarité: une batterie inverse
Les régulateurs de commutation sont utiles lorsque l'application nécessite une conversion de puissance avec un rendement très élevé pour minimiser la perte de chaleur causée par la dissipation de puissance pendant la conversion. Le régulateur de commutation est essentiellement un dispositif monolithique, l'intégration de la puce de MOSFET, en utilisant la configuration synchrone ou asynchrone. en variante, le régulateur de commutation peut être composé d'un contrôleur de commutation, le dispositif de commande entraîne une seule étape ou à étapes multiples topologies (hétérogènes) du MOSFET externe, pour fournir des dizaines d'ampères à des centaines d'ampères de puissance. afin de répondre à une telle grandes exigences de gamme de puissance, ADI offre une large gamme de commutation solutions de régulation pour permettre aux utilisateurs de critères de conception spécifiques nécessaires conformément au système final, choisir le plus approprié En conséquence, nos régulateurs de commutation ont une plage de tension d'entrée très large (de 5V à 150V) et des niveaux de puissance de sortie allant de centaines de milliampères jusqu'à plus de 1000A.
Un exemple d'un tel régulateur de commutation est le LTC3895, un convertisseur abaisseur synchrone avec une entrée de 150 V qui peut être configuré pour un fonctionnement multiphase, comme le montre la Figure 2.
VOUT SUIT VIN QUAND VIN < 12V: VIN < 12V 时, VOUT 跟随 VINEFFICIENCY: 效率POWER LOSS: 功率损耗LOAD CURRENT: 负载电流
Une question fréquente dans tout système de transport est de savoir comment obtenir une solution qui a un ratio élevé et un faible encombrement sans compromettre la performance et l'efficacité de la conversion. Jusqu'à récemment, aucune solution n'était disponible Toutes les principales normes de performance sont atteintes sans sacrifier les performances, mais avec l'introduction de la famille LT86xx de convertisseurs abaisseurs synchrones simples à 2 MHz d'Analog Devices, toutes les normes de performance requises sont immédiatement satisfaites.
Un bon exemple de ceci est le LT8609, un régulateur de commutation abaisseur synchrone d'entrée 2A, 42 V. La topologie de rectification synchrone unique fournit une efficacité de 93%, tandis que la commutation à 2 MHz libère le concepteur de la sensibilité au bruit critique. Bande, comme la radio AM, tout en offrant une empreinte de solution très compacte Le fonctionnement en mode Burst maintient un courant de repos inférieur à 2,5 μA pour une veille sans charge, ce qui rend l'appareil idéal pour toujours La gamme de tension d'entrée du LT8609 de 3,0 V à 42 V est idéale pour les applications automobiles, car elle doit stabiliser les conditions de démarrage à froid et d'arrêt avec une tension d'entrée minimale de 3,0 V et une tension continue de 40 V Transitoire de charge Le commutateur interne de 3,5 A fournit un courant de sortie continu jusqu'à 2 A à un courant de charge de pointe de 3 A. Le schéma et la courbe d'efficacité correspondant à la fréquence de commutation de 2 MHz sont illustrés à la Figure 3.
Du fait que les conditions de manivelle froide et de décharge de charge sont courantes dans les véhicules à une ou deux batteries, de nombreux systèmes de transport fournissent une large gamme de tensions d'entrée et, en outre, compliquent la tension de sortie requise. Au-delà de cette plage de tension d'entrée déjà large, le problème complexe des concepteurs de systèmes est que la solution doit être conçue pour permettre une sortie fixe, que la tension d'entrée soit supérieure, inférieure ou égale à la tension de sortie.
Une solution courante à ce problème consiste à utiliser un convertisseur de topologie SEPIC, mais la conception de ce convertisseur est complexe et nécessite deux inductances, et présente généralement un faible encombrement et un faible rendement de conversion. 4 contrôleurs buck-boost de commutation qui non seulement simplifient la conception mais offrent également un rendement d'espace et un rendement de conversion élevés avec des pertes de puissance comprises entre 5% et 7% (en fonction de la plage de tension d'entrée à sortie) Le LT8705 illustré à la Figure 4 est un exemple de contrôleur d'élévation de tension de 4 à 80 V qui fournit une sortie fixe de 12 V commune à l'environnement du véhicule.
AUGMENTATION DE LA VAPEUR VOUT> 60V: L'ondulation VOUT augmente lorsque VIN> 60V
Une autre solution au problème de la manivelle froide d'une voiture consiste à utiliser un convertisseur élévateur suivi d'un convertisseur abaisseur dans lequel la sortie du convertisseur élévateur fourni par la cellule est utilisée. Pour être plusieurs volts au-dessus de la tension nominale de la batterie, puis descendus avec un convertisseur abaisseur pour atteindre la tension de fonctionnement nécessaire pour les composants électroniques en aval.Bien que cette approche nécessite deux convertisseurs, l'ADI La société a développé un dispositif qui combine un contrôleur élévateur et un contrôleur abaisseur qui peut être utilisé seul ou en tant que suiveur progressif / abaisseur. Le principe de fonctionnement de l'appareil.
8V 60V JUSQU'AU 2,2V après le démarrage: 8V à 60V, jusqu'à 2,2V après le début
Gestion de l'énergie à faible bruit
Le rayonnement électromagnétique (DME), les interférences électromagnétiques (EMI) et de la compatibilité électromagnétique (EMC) et l'énergie des particules chargées et les termes apparentés en relation avec le champ magnétique, ce qui peut affecter les performances du circuit de transmission de signal d'énergie et de l'interférence. Avec la popularité des communications sans fil, un grand nombre de l'émergence de la méthode de matériel de communication et de communication de plus en plus, le spectre de plus en plus occupé (certaines bandes sont superposées les unes aux autres), les interférences électromagnétiques est devenue une persistante réalité. pour atténuer les effets des interférences électromagnétiques, et de nombreux organismes gouvernementaux et les organismes de réglementation Avoir réglé l'équipement de communication et les limites de rayonnement électromagnétique de l'instrumentation.
Par conséquent, il est clair que le faible E est une condition essentielle pour de nombreux fabricants d'automobiles et de matériel de transport. Comment les concepteurs de systèmes automobiles pour répondre CISPR 25, classe 5 (fig. 6) des exigences strictes, tout en conservant un rendement élevé et Petite taille de solution?
AMPLITUDE: amplitude Polarisation verticale: la polarisation verticale détecteur de crête: détecteur de crête CLASSE 5 limite de crête: Classe 5 écrêtage fréquence fixe MODE: le mode à fréquence fixe SPREAD SPECTRUM MODE: étalement de spectre en mode FREQUENCE: Fréquence
Une réponse peut être un SWITCHER® silencieux avec ADI famille de dispositifs. Dans l'exemple LT8614, ce qui est une entrée de 42V, 4A sorties des convertisseurs abaisseurs monolithiques, plus élevée que la fréquence de commutation de 2 MHz et 94% d'efficacité de conversion commutation, en raison de leur minimum de 30ns très court en temps, et peut par conséquent répondre à l'entrée 16V rapport abaisseur sortie de 1,8V. en outre, l'utilisation de la technologie brevetée commutateur silencieux, de sorte que le dispositif peut remplacer CISPR 25 et CISPR 22 classe B exigences de rayonnement, comme le montre la figure 7.
Plancher de bruit: bruit étage Fréquence: Fréquence rayonnés Niveau de bruit: valeur bruit de rayonnement CISPR 22 CLASSE B LIMITES DE RAYONNEMENT: CISPR 22 limites d'émission de classe B
Le faible courant de repos est également une exigence clé
Les systèmes électroniques dans les transports, il existe de nombreuses applications nécessitent une alimentation continue, même après que le véhicule a été stationné, comme l'entrée sans clé à distance, la sécurité et même les systèmes d'info-divertissement personnel, ces applications comprennent généralement la navigation, le positionnement GPS et un système d'appel d'urgence. Peut-être difficile de comprendre pourquoi ces systèmes doivent rester allumés même lorsque le véhicule est exercé, il est entendu que pour répondre aux situations d'urgence et d'assurer la sécurité, les systèmes GPS doivent « toujours sur ». cette exigence est nécessaire pour Utilisez les fonctions de contrôle de base par une opération externe si nécessaire.
L'une des principales exigences de ces applications est un faible courant de repos pour prolonger la vie de la batterie. Depuis 2010, ADI a été produit courant de veille de repos sous régulateur de commutation 10μA, un courant de repos lancé en attente de notre récemment quelques-uns des produits les plus récents Ont été inférieurs à 2μ A. Par conséquent, ces produits ont été appliqués à de nombreux systèmes électroniques automobiles sont bien préparés.
Conclusion
ADI offre une multitude de produits qui répondent à régulateur de commutation toutes les exigences du régulateur de commutation et les caractéristiques de ces produits sont bien adaptés pour une variété de systèmes de transport, ses caractéristiques comprennent:
• une large plage de tension d'entrée: 2.xV à 150V • ayant faible courant de repos en mode veille: • moins de 10 [mu minimum à faible bruit de sortie et typiquement un rayonnement EMI / EMC • plage de température étendue: 150 assurer ° C de température ambiante et l'opération de la température de jonction • haute efficacité: jusqu'à 97% à pleine charge, aussi élevée que 80% • des paquets de charge de la lumière dans le cas d'une faible résistance thermique: jusqu'à 10 ° C / W (θjc) • rapport élevé step-down, à la fréquence de commutation élevée: • une densité de courant élevée jusqu'à 4MHz: 3 mm x 5 mm en utilisant boîtier MSOP jusqu'à 5A • industrie courant continu de sortie menant taux FIT: typiquement inférieur à 0,2