운송 시스템 요구 사항
입력 전압 운송 시스템은 14V (단일 전지 구동 자동차), 28V (듀얼 배터리 구동 트럭, 버스 및 비행기) 이상, 디지털 시스템이 필요 하나 이상의 저압 레일. 따라서, 이러한 설계에 달려있을 수있다 시스템의 유형은, 벅 높은 입력 전압에서 간단하고 효율적이며 신뢰할 수있는 방법에 관한 것이다. 다음도 1에 도시 한 바와 같이, 자동차 환경에서의 작동 상태에 따라 변경 될 입력 전압이 변화하여, 그 동작 상태를 포함 할 수있는 방법을 알 필요가있을 때 차가운 차에 대한로드 덤프 변경은 다양한 상황에서 시작되었으며 배터리 역방향 연결도 시작되었습니다.
공칭 14V : 공칭 14V120V의로드 덤프 (load dump) : 120V의로드 덤프 (load dump) 6V 크랭크 : 6V 콜드 크 랭킹의 85V 소음 : 85V 소음 24V의 점프 시작 : 갑자기 역 배터리를 시작 24V : 역 배터리를
어플리케이션은 매우 높은 전력 변환 효율을 필요로하는 경우, 변환 처리는 전력 손실에 의해 발생되는 열을 최소화하기 위해 레귤레이터 스위칭 솔루션의 사용이 유용하다. 모 놀리 식 장치는 기본적으로, 스위칭 레귤레이터, 동기 또는 비동기 구성을 이용하여 MOSFET 칩에 통합. 대안 적으로, 스위칭 레귤레이터는 스위치 제어기로 구성 될 수는, 상기 컨트롤러는 외부 MOSFET의 단일 단계 또는 다단계 토폴로지 (이종)을 구동 제공하도록 파워 앰프의 수백 A의 수십. 그런 큰 전력 범위 요구 사항을 충족하기 위해, ADI는 최종 시스템에 따라 필요한 특정 설계 기준에 사용자를 활성화하기 위해 레귤레이터 스위칭 솔루션의 넓은 범위를 제공이 가장 적절한 선택 따라서 우리의 스위칭 레귤레이터는 매우 넓은 입력 전압 범위 (5V ~ 150V)와 수백 밀리 암페어에서 1,000A 이상의 출력 전력 레벨을 갖는다.
스위칭 레귤레이터의 예로는 그림 2와 같이 다중 위상 동작을 위해 구성 할 수있는 150V 입력을 갖는 동기식 스텝 다운 컨버터 인 LTC3895가있다.
VOUT가 VIN 일 때 VIN에 따른다. < 12V: VIN < 12V 时, VOUT 跟随 VINEFFICIENCY: 效率POWER LOSS: 功率损耗LOAD CURRENT: 负载电流
운송 시스템의 한 가지 일반적인 질문은 성능과 변환 효율을 저하시키지 않으면 서 높은 벅 비율과 작은 풋 프린트를 갖는 솔루션을 얻는 방법입니다. 최근까지는 해결책이 없었습니다 모든 주요 성능 기준은 다른 특성을 희생하지 않고 달성했다. 그러나, ADI의 싱글 칩, 위의 2MHz로, 출시 동기식 벅 컨버터 LT86xx 시리즈로, 필요한 모든 성능 기준을 즉시 만족하실 수 있습니다.
좋은 예는 이것이 2A, 42V 입력 동기식 강압 스위칭 레귤레이터는 LT8609이다. 2MHz에서의 스위칭 주파수가 잡음에 민감한 키 않도록 설계자 있도록하면서 독특한 동기 정류기 토폴로지는 93 %의 효율을 제공한다 밴드는, AM 라디오는, 예를 들면, 매우 컴팩트 한 풋 프린트 솔루션 버스트 모드 (모드 ® 버스트)를 제공하는 동안은 접속 유지를위한 장치에 적합하다, 또 이하 2.5 펜실바니아 케이스 무부하 대기 전류에서 작동 유지 이상 40V 통해 상황과 안정성을 시작 - 시스템을 통해 3.0V는 애플리케이션 콜드 크랭크 등에 의해 3.0V의 최소 입력 전압이 낮은 안정된이어야 입력 전압 범위 LT8609는 자동차 애플리케이션에 이상적 42V 및 정지 부하 과도. 때 내부 3.5A 스위치 3A, 피크 부하 전류에 2A의 연속 출력 전류를 닫. 도식도에 도시 된 바와 같이, 2MHz의 스위칭 주파수에 대응 효율 곡선.
콜드 크랭크 및 부하 덤프 조건은 단일 셀 또는 이중 배터리 차량에서 일반적이기 때문에 많은 운송 시스템은 광범위한 입력 전압을 제공하고 문제를 더욱 복잡하게 만들고 필요한 출력 전압 따라서 시스템 디자이너가 직면 한 복잡한 문제는 입력 전압이 출력 전압보다 높거나 낮거나 같은지 여부에 관계없이 고정 출력을 허용하도록 솔루션을 설계해야한다는 것입니다.
이 문제에 대한 일반적인 해결책은 SEPIC 토폴로지 컨버터를 사용하는 것이지만이 컨버터의 설계는 복잡하고 두 개의 인덕터가 필요하며 대개 공간 효율과 변환 효율이 낮다. 4 스위칭 벅 - 부스트 컨트롤러는 설계 단순화뿐만 아니라 5 % ~ 7 %의 전력 손실로 높은 공간 효율 및 변환 효율을 제공한다 (입력 전압 범위에 따라 달라짐) ) 그림 4의 LT8705는 차량 환경에 공통으로 고정 12V 출력을 제공하는 4V ~ 80V 입력 벅 - 부스트 컨트롤러의 예이다.
VIN> 60V에 대한 VOUT 리플 증가 : VIN> 60V 일 때 VOUT 리플 증가
자동차의 콜드 크랭크 (cold crank) 문제에 대한 또 다른 해결책은 스텝 업 컨버터 (step-up converter) 다음에 스텝 다운 컨버터 (step-down converter)를 사용하는 것인데,이 스텝 다운 컨버터에서는 셀 제공 스텝 업 컨버터 이 전압은 공칭 배터리 전압보다 몇 볼트 높으며 다운 컨버터 전자 부품에 필요한 작동 전압에 도달하기 위해 벅 컨버터로 스텝 다운됩니다.이 방법은 2 개의 컨버터가 필요하지만 ADI 이 회사는 독립형 또는 스텝 업 / 스텝 다운 팔로워로 사용할 수있는 스텝 업 컨트롤러와 스텝 다운 컨트롤러를 결합한 디바이스를 개발했다. 그림 5의 LTC7813은이를 보여준다 장치의 작동 원리.
8V는 START-UP 후에 2.2V에게 DOWN 60V TO : 8V를 60V로, 아래로 시작 후 2.2V로
저잡음 전원 관리
전자기 방출 (EMR), 전자기 간섭 (EMI) 및 전자기 적합성 (EMC)이 용어는 회로 성능에 영향을 미치고 신호 전송을 방해 할 수있는 하전 된 입자 및 관련 자기장의 에너지와 관련이 있습니다. 성장, 더 많은 점유 스펙트럼의 통신 장비 및 통신 방법의 출현 (일부 대역이 서로 중첩되어있다), 전자기 간섭은 현실의 여운이되고있다. 전자기 간섭, 그리고 많은 정부 기관 및 규제 기관의 영향을 완화하기 위해 통신 장비 및 계측기의 전자파 방사 제한을 설정하십시오.
따라서, 낮은 E는 자동차 및 운송 장비의 많은 제조 업체의 핵심 요구 사항 인 것은 분명하다. 어떻게 자동차 시스템 디자이너는 CISPR 25, 5 급 (그림. 6)을 만족하기 위해 할 수있는 엄격한 요구 사항, 여전히 높은 효율성을 유지하면서 작은 솔루션 크기?
AMPLITUDE : 진폭 수직 편광 : 수직 편파 피크 검출기는 피크 검출기 CLASS 5 PEAK 제한 : 클래스 고정 주파수 MODE 한정 5 피크 : 고정 주파수 모드 확산 스펙트럼 MODE : 스펙트럼 확산 모드 주파수 : 주파수
한 응답은 디바이스 ADI 가족과 함께 자동 SWITCHER®있을. 42V 입력, 4A 출력 단일체 벅 컨버터 인 LT8614 예에서, 2MHz에서의 스위칭 주파수 및 94 %의 변환 효율보다 스위칭 인해 CISPR 25 CISPR 정시들은 매우 짧은이 30ns의 최소 때문에 1.8V 출력 스텝 다운 비율 16V 입력을 충족시킬 수있다. 또한, 자동 스위처 특허 기술의 사용은, 장치가 무시할 수 있도록 22 급 B 방사 요구 사항을 충족해야합니다 (그림 7 참조).
잡음 플로어 : 잡음 플로어 주파수 : 주파수 소음 방사 방사선 잡음 값 CISPR 22 명 방사 CLASS B 기준 : CISPR 22 개 클래스 B 방출 제한
낮은 무부하 전류 또한 핵심 요구 사항입니다.
교통의 전자 시스템은 많은 응용 프로그램이 차량이 원격 무선 도어, 보안, 심지어 개인 인포테인먼트 시스템, 이러한 응용 프로그램은 일반적으로 아마 네비게이션, GPS 위치 및 비상 호출 시스템을. 포함으로, 주차 된 후에도, 지속적인 전원 공급 장치를 필요가있다 어려운 이러한 시스템이 켜진 상태로 유지해야하는 이유 차량을 행사하지 않는 경우에도, 그것은 그 비상 사태 대응과 안전을 보장하기 위해, GPS 시스템해야 '상시'.이 요구 사항을 위해 필요로 이해 될 수 이해하기 필요한 경우 외부 조작으로 기본 제어 기능을 사용하십시오.
이러한 응용 프로그램의 주요 요구 사항 중 하나는 2010 년부터 ADI는 10μA의 스위칭 레귤레이터에서 대기 대기 전류를 생산하고있다. 배터리 수명을 연장하기 위해 낮은 대기 전류이며, 우리의 대기 대기 전류 (quiescent current)는 최근 새로운 제품들을 출시 따라서 2μ A 이하로 사용되었습니다. 따라서이 제품들은 많은 자동차 전자 시스템에 적용되어 잘 준비되어 있습니다.
결론
아나 로그 디바이스는 스위칭 레귤레이터의 모든 요구 사항을 충족시키는 다양한 스위칭 레귤레이터 제품을 제공하며 다음과 같은 기능을 갖춘 광범위한 운송 시스템에 고유하게 적용된다.
• 2.xV ~ 150V의 넓은 입력 전압 범위 • 대기 모드에서 낮은 대기 전류 : 대기 모드에서 일반적으로 10μA 미만 • 최소 출력 노이즈 및 매우 낮은 EMI / EMC 방사 • 확장 온도 범위 : 150 ° C 주변 온도 및 접합 온도에서의 보장 된 작동 • 고효율 : 최대 부하에서 최대 97 % 및 경부 하에서 최대 80 % • 낮은 열 저항 패키지 : 10 ° C / W (θJC)까지 • 높은 스텝 다운, 최대 4MHz의 높은 스위칭 주파수 동작 • 높은 전류 밀도 : 3mm x 5mm MSOP 패키지에서 최대 5A 연속 출력 전류 • 업계 최고의 FIT 속도 : 일반적으로 0.2 미만