熱插拔DC/DC驅(qū)動(dòng)芯片特點(diǎn)及原理

DC-DC是一種在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)電壓值的電能的裝置，其采用微電子技術(shù)，把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構(gòu)成。DC-DC變換器(DC-DC converter)是指在直流電路中將一個(gè)電壓值的電能變?yōu)榱硪粋€(gè)電壓值的電能的裝置。DC-DC是一種新研制的小型化電源開(kāi)關(guān)模塊，它是采用微電子技術(shù)，把小型表面安裝集成電路與微型電子元器件組裝成一體而構(gòu)成。DC-DC電源模塊的使用有利于簡(jiǎn)化電源電路設(shè)計(jì)縮短研制周期，實(shí)現(xiàn)最佳指標(biāo)等，可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)數(shù)字儀表和智能儀器中。DC-DC電源模塊廣泛用于電力電子、軍工、科研、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、儀器儀表、交換設(shè)備、接入設(shè)備、移動(dòng)通訊、路由器等通信領(lǐng)域和工業(yè)控制、汽車(chē)電子、航空航天等領(lǐng)域。由于采用模塊組建電源系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)周期短、可靠性高、系統(tǒng)升級(jí)容易等特點(diǎn)，電源模塊的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。尤其近幾年由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展和分布式供電系統(tǒng)的不斷推廣，電源模塊的增幅已經(jīng)超出了一次電源。隨著半導(dǎo)體工藝、封裝技術(shù)和高頻軟開(kāi)關(guān)的大量使用，電源模塊功率密度越來(lái)越大，轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高，應(yīng)用也越來(lái)越簡(jiǎn)單。

隔離1、噪聲隔離：(模擬電路與數(shù)字電路隔離、強(qiáng)弱信號(hào)隔離)2、安全隔離：強(qiáng)電弱電隔離\IGBT隔離驅(qū)動(dòng)\浪涌隔離保護(hù)\雷電隔離保護(hù)(如人體接觸的醫(yī)療電子設(shè)備的隔離保護(hù))3、接地環(huán)路消除：遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸\分布式電源供電系統(tǒng)

DC/DC轉(zhuǎn)換器在電子設(shè)備中扮演著至關(guān)重要的角色，它是電源管理系統(tǒng)的核心組件之一。DC/DC轉(zhuǎn)換器的主要功能是將輸入電源的電壓轉(zhuǎn)換成設(shè)備所需的電壓輸出，以滿(mǎn)足不同電子元件的工作需求。這種轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)升壓、降壓或反向轉(zhuǎn)換等功能，為現(xiàn)代電子設(shè)備提供了靈活且高效的電源解決方案。

在電源管理領(lǐng)域，電源管理芯片是不可或缺的一部分。這些芯片負(fù)責(zé)監(jiān)控和控制電源系統(tǒng)的各個(gè)方面，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定、高效地運(yùn)行。其中，充電電源管理IC是專(zhuān)門(mén)用于管理電池充電過(guò)程的芯片。它們通過(guò)精確控制電流和電壓，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的快速、安全充電，有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。

在眾多充電電源管理IC中，CS5305是一款針對(duì)單節(jié)鋰電池的降壓充電芯片。它能夠在12V3A的輸入下工作，耐壓高達(dá)30V，并且可以直接在5V、9V、12V的適配器下使用。配合適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)芯片，CS5305能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電功能，為移動(dòng)設(shè)備提供便捷的充電體驗(yàn)。

對(duì)于需要同時(shí)為多節(jié)鋰電池充電的應(yīng)用場(chǎng)景，CS5310、CS5315和CS5318等芯片則提供了相應(yīng)的解決方案。這些芯片支持2至4節(jié)鋰電池的降壓充電，分別具有不同的耐壓和電流規(guī)格，以滿(mǎn)足不同設(shè)備的充電需求。

除了降壓充電芯片外，還有一些芯片支持鋰電池的升壓充電功能。例如，IU5207E和IU5208等芯片支持QC3.0協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)20W的快充功能。

IU5180C是MOS全集成(無(wú)需外掛MOS)的1-4節(jié)鋰電池升降壓充電芯片，滿(mǎn)足30W充電以?xún)?nèi)的需求，這些芯片具有高度的集成度，無(wú)需外掛MOS，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，降低了成本。

ST推出的DCDC系統(tǒng)解決方案，由ST PowerPC架構(gòu) , ASIL-D多核MCU SPC58NN作為系統(tǒng)主控芯片，使用一顆芯片即可完成功率控制、整車(chē)通信、功能安全、AUTOSAR和信息安全等功能。該方案的系統(tǒng)框圖如下所示，使用SPC58NN的一個(gè)核實(shí)現(xiàn)功率控制，另一個(gè)核配置成鎖步模式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能安全診斷，CAN-FD通信等任務(wù)。功率拓?fù)洳捎肞SFB，開(kāi)關(guān)頻率100kHz，額定輸入電壓為360V，額定輸出電壓為14V,額定輸出功率為2.5kW。

MCU SPC58NN特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

ASIL-D compliant ISO26262，AEC-Q100

3*200MHz e200z4 core, 兩個(gè)核帶鎖步，高運(yùn)算能力，支持FPU

增強(qiáng)型PWM外設(shè)GTMV344，200MHz時(shí)鐘，支持電力電子控制常用的發(fā)波方式，如中心對(duì)稱(chēng)，移相，變頻，多通道同步等

12bit SARADC*5,10bit SARADC*2轉(zhuǎn)換單元，支持ADC單元并行轉(zhuǎn)換，以應(yīng)對(duì)電力電子控制的高實(shí)時(shí)性要求

通信接口支持,如CANFD, LIN FlexD,DSPI,以太網(wǎng)等

支持AUTOSAR V4.2, 6M flash

HSM 支持Evita-medium

SiC SCTH35N65G2V特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

超快速，可靠的體二極管

較低的輸入輸出電容，易驅(qū)動(dòng)，優(yōu)秀的開(kāi)關(guān)性能

基礎(chǔ)供電芯片L9396特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

支持ISO26262 ASIL-D系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

多路供電輸出，0.8V-5V可配，最大支持1A輸出

支持冷啟動(dòng)

雙看門(mén)狗機(jī)制，Q&A

所有的供電帶UV/OV診斷

電流檢測(cè)運(yùn)放 TSC201X特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

寬共模電壓，-20-70V

低失調(diào)電壓，+/-200uV max

不同增益可選，20,60,100V/V

超低靜態(tài)電流，20uA

熱插拔驅(qū)動(dòng)芯片STPM801特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

支持ASIL-D系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

集成兩路驅(qū)動(dòng)用于背靠背安全管驅(qū)動(dòng)

ORING 電流反灌保護(hù)，快速關(guān)斷安全管的時(shí)間<2us

集成對(duì)系統(tǒng)過(guò)流，過(guò)壓的診斷和保護(hù)功能，不需外圍電路