汽車應(yīng)用的功率控制

本文討論汽車應(yīng)用的要求和設(shè)計(jì)考慮因素，包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制、信息娛樂(lè)和車身電子設(shè)備的要求和設(shè)計(jì)考慮因素。本文還討論了幾款非常適合汽車電源應(yīng)用的Maxim器件。

介紹

Maxim Integrated的模擬和混合信號(hào)IC在汽車電子市場(chǎng)得到了廣泛的認(rèn)可和贊譽(yù)。這是因?yàn)橐雽?dǎo)航單元、高速通信系統(tǒng)和傳感單元的許多數(shù)字算術(shù)處理技術(shù)都利用了大容量、高速處理。

為了保持車載產(chǎn)品嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，Maxim已將ISO 9000認(rèn)證升級(jí)為汽車標(biāo)準(zhǔn)TS 16949，符合AECQ-100以確保每個(gè)設(shè)備的可靠性，同時(shí)執(zhí)行每個(gè)用戶要求的測(cè)試。本文介紹用于汽車電子產(chǎn)品的產(chǎn)品。

內(nèi)置 FET 的 3A 輸出降壓型 DC-DC 轉(zhuǎn)換器

現(xiàn)代汽車電子設(shè)備需要高效的電源IC，因?yàn)檐囕v通常配備低電壓，大容量的核心器件。由于電源IC安裝在無(wú)線電單元中，因此IC必須與無(wú)線電單元的頻率同步運(yùn)行，這樣開(kāi)關(guān)頻率就不會(huì)影響無(wú)線電、電視、GPS和其他設(shè)備。

MAX20003為電流模式、全同步、單輸出降壓轉(zhuǎn)換器，空載時(shí)靜態(tài)電流低至15μA。MAX20003能夠支持45V拋負(fù)載，并采用45V工藝確保板載單元的可靠性（圖1）。它兼容 3.5V 至 36V 的輸入電壓范圍，能夠輸出 1V 至 10V 的電壓。

圖1.MAX20003降壓轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用電路

最近，人們對(duì)輕負(fù)載下的高效率以及通過(guò)跳躍模式降低開(kāi)關(guān)損耗的需求非常強(qiáng)烈。MAX20003工作在跳頻模式，以降低輕載應(yīng)用中的電流消耗，并通過(guò)輸出電壓提供內(nèi)部驅(qū)動(dòng)電源。因此，即使在輸入電壓為83V、輸出電壓為14.3V、輸出電流為3mA的條件下，該器件也能實(shí)現(xiàn)高于10%的效率水平。

MAX20003的開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)FOSC引腳上的電阻接地在220kHz至2.2MHz范圍內(nèi)進(jìn)行編程。2.2MHz工作頻率允許MAX20003覆蓋超過(guò)AM射頻范圍的開(kāi)關(guān)，從而降低EMI。MAX20003采用小型5mmx5mm 20引腳TQFN封裝，帶裸焊盤，使用極少的外部元件。

帶有內(nèi)置電流檢測(cè)放大器和用于遠(yuǎn)程天線的開(kāi)關(guān)的LDO

在汽車電子領(lǐng)域，汽車中安裝了各種各樣的無(wú)線電單元，包括收音機(jī)、數(shù)字電視和GPS。此外，設(shè)計(jì)用于將無(wú)線電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的單元，即天線單元，經(jīng)常與主系統(tǒng)分開(kāi)安裝。在這種情況下，有必要監(jiān)控車載問(wèn)題和設(shè)備在遠(yuǎn)程狀態(tài)下消耗的電流，并將其傳達(dá)給主系統(tǒng)。

MAX16946是為支持汽車遠(yuǎn)程模塊電源應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的器件（圖2）。該裝置的基本工作原理是通過(guò)線性穩(wěn)壓器系統(tǒng)將車載電池的電壓轉(zhuǎn)換為 3.3V 至 15V 之間的任何給定電壓;該消耗電流由電流檢測(cè)放大器（CSA）檢測(cè)，輸出為模擬信號(hào)。

圖2.MAX16946的應(yīng)用電路

如果輸出檢測(cè)到短路、接地故障、過(guò)流、負(fù)載移除（檢測(cè)斷線）或其他問(wèn)題，則每個(gè)警告都通過(guò)標(biāo)志信號(hào)傳達(dá)。輸出電流容量在500°C時(shí)為85mA，在最壞情況下將受到熱關(guān)斷功能的保護(hù)。

此外，雙路輸出MAX16948兼容多個(gè)電源。該產(chǎn)品借助線性穩(wěn)壓器系統(tǒng)服務(wù)于該應(yīng)用，但Maxim正在考慮開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的節(jié)能需求。

內(nèi)置高壓CSA的HB LED驅(qū)動(dòng)器

最近，配備前照燈高強(qiáng)度LED的汽車數(shù)量有所增加。這主要是因?yàn)?LED 優(yōu)于鹵素?zé)艉透邚?qiáng)度放電 （HID） 燈，因?yàn)?LED 結(jié)合了高效率、更長(zhǎng)的壽命和卓越的設(shè)計(jì)美學(xué)。然而，汽車電子設(shè)備所需的LED燈需要先進(jìn)的模擬技術(shù)，因?yàn)榧词乖谲囕d電池的寬電壓范圍內(nèi)，其強(qiáng)度也必須控制在恒定水平。

MAX16833以恒定電流驅(qū)動(dòng)高強(qiáng)度LED，并包含高邊CSA。開(kāi)關(guān)FET由該檢測(cè)放大器的檢測(cè)驅(qū)動(dòng)，因此串聯(lián)連接的LED的強(qiáng)度可以保持在恒定水平。此外，用于LED調(diào)光的占空比控制（打開(kāi)和關(guān)閉LED電流的控制），并提供用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)FET以外的FET的端子。

MAX16833還支持三種控制系統(tǒng)，即升壓、SEPIC和降壓-升壓。當(dāng)串聯(lián)的LED數(shù)量很大，并且LED的壓降高于輸入電壓的最大值時(shí)，僅升壓適用。當(dāng)LED的壓降在輸入電壓的最大值和最小值內(nèi)，并且升壓無(wú)法提供適當(dāng)?shù)目刂茣r(shí)，也可以使用SEPIC或降壓-升壓。

圖3.MAX16833的應(yīng)用電路

結(jié)論

本應(yīng)用筆記介紹了Maxim在汽車電子領(lǐng)域的車載汽車應(yīng)用。我們還開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，如接口、電池監(jiān)視器和射頻放大器。

審核編輯：郭婷