輸入過壓保護(hù)可在汽車應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高效率和更低成本的電源

現(xiàn)代汽車中有許多電源。越來(lái)越多的電子電路需要自己的電源，這給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了功耗和成本障礙。新的安全功能、更多的信息娛樂選項(xiàng)、額外的駕駛員輔助系統(tǒng)等需要額外的電子設(shè)備。這些新電路的成本增加了研發(fā)工作和汽車價(jià)格。這些新電路的功耗會(huì)顯示在您的 MPG 和汽油賬單中。

每個(gè)電子系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)都至關(guān)重要。對(duì)于直接由電池供電的電子設(shè)備，電源必須能夠安全地承受施加在其上的各種輸入電壓瞬變。這些電壓瞬變可能在汽車啟動(dòng)或空調(diào)或其他電機(jī)打開或關(guān)閉時(shí)發(fā)生。這種寬輸入電壓范圍需要更高的擊穿電壓晶體管，從而增加了電源的成本和功耗，而晶體管的成本和效率已經(jīng)更高。

然而，這些電子設(shè)備中的一些不需要一直供電。某些信息娛樂系統(tǒng)和汽車各處的 USB 端口對(duì)安全并不重要。這些系統(tǒng)可以容忍短暫的停電，如果它使他們的設(shè)計(jì)更高效和成本更低。如果可以保護(hù)它們免受短暫輸入電壓瞬變的影響，那么這些電子設(shè)備就無(wú)需針對(duì)非常寬的電池電壓進(jìn)行額定值，也無(wú)需遭受相應(yīng)的效率損失。

這是 PMP9757設(shè)計(jì)的一項(xiàng)工作：具有輸入過壓保護(hù)的降壓轉(zhuǎn)換器。該參考設(shè)計(jì)詳細(xì)介紹了電源管理電路，它能夠在電源電壓暫時(shí)超出所使用的 DCDC 轉(zhuǎn)換器的最大推薦電源電壓值時(shí)正常運(yùn)行。發(fā)生過壓事件時(shí)，斷開電源電壓并停用轉(zhuǎn)換器即可實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。實(shí)施方案基于完全集成的降壓轉(zhuǎn)換器電路，它實(shí)現(xiàn)了小型的總體解決方案，同時(shí)還能處理高達(dá) 3 A 的輸出電流。

通過使用過壓保護(hù)電路 將電源與電池隔離，可以設(shè)計(jì)電源以更好地優(yōu)化給定電子系統(tǒng)的成本和效率。例如，額定電壓為17V 的 TPS62150A-Q1 可與 PMP9757一起使用，以從額定電壓為 12V 的電池生成 3.3V 電壓軌，而無(wú)需使用額定電壓為60V 的 TPS54160-Q1。

TPS62150A-Q1設(shè)備是一款易于使用的同步降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，專為高功率密度應(yīng)用而優(yōu)化。通常為2.5 MHz的高開關(guān)頻率允許使用小電感器，并通過使用DCS控制提供快速瞬態(tài)響應(yīng)和高輸出電壓精度? 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

該設(shè)備具有3至17 V的寬工作輸入電壓范圍，非常適合由中間總線電源軌供電的系統(tǒng)。該設(shè)備在0.9 V和6 V之間的輸出電壓(100%占空比模式)下支持高達(dá)1A的連續(xù)輸出電流。輸出電壓?jiǎn)?dòng)斜坡由軟啟動(dòng)引腳控制，允許作為獨(dú)立電源或跟蹤配置運(yùn)行。通過配置啟用和開漏電源良好引腳，也可以進(jìn)行電源排序。

在省電模式下，設(shè)備顯示的靜態(tài)電流約為VIN的17μA。如果負(fù)載較小，則自動(dòng)無(wú)縫進(jìn)入節(jié)電模式，在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。在關(guān)機(jī)模式下，設(shè)備關(guān)閉，關(guān)機(jī)電流消耗小于2μA。設(shè)備封裝在一個(gè)16-pinVQFN封裝中，尺寸為3×3毫米(RGT)。

改用TPS62150A -Q1 可實(shí)現(xiàn) 90% 的電源效率，同時(shí)大幅減少 IC 成本和 BOM 數(shù)量。