當(dāng)前位置:首頁 > 汽車電子 > 汽車電子
[導(dǎo)讀]時(shí)至今日,汽車中使用的電子元件數(shù)量越來越多,而這一趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù)下去,這就給為系統(tǒng)供電的電源轉(zhuǎn)換帶來了更多的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。這些復(fù)雜的系統(tǒng)需要在可靠和緊湊的布局中實(shí)現(xiàn)多個(gè)電壓軌;不同器件又有不同的需求,所有器

時(shí)至今日,汽車中使用的電子元件數(shù)量越來越多,而這一趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù)下去,這就給為系統(tǒng)供電的電源轉(zhuǎn)換帶來了更多的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。這些復(fù)雜的系統(tǒng)需要在可靠和緊湊的布局中實(shí)現(xiàn)多個(gè)電壓軌;不同器件又有不同的需求,所有器件都需要占板面積更小、能效盡可能高。作為應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商,安森美半導(dǎo)體提供各種針對(duì)汽車信息娛樂系統(tǒng)應(yīng)用的電源方案,可以幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

汽車信息娛樂系統(tǒng)電源需求分析
汽車上所應(yīng)用的電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜,且在逐年增加。汽車信息娛樂系統(tǒng)是其中之一。這類系統(tǒng)過去往往只用于“高檔”豪華型汽車,但是現(xiàn)在卻正出現(xiàn)在更多“主流”汽車中,這加快了為其供電的電源集成電路市場(chǎng)增長(zhǎng)。信息娛樂系統(tǒng)至少包括導(dǎo)航系統(tǒng)、AM/FM收音機(jī)和CD播放器,目前越來越多的系統(tǒng)增加了具有多個(gè)輸出的DVD播放器、衛(wèi)星無線電設(shè)備。這些系統(tǒng)的復(fù)雜性越來越高,對(duì)電源的要求也在提高。
  
例如,汽車信息娛樂系統(tǒng)電源既要求低電流——為微控制器(MCU)及傳感器供電(5 V、3.3 V,電流10~100 mA),也需要大電流——為高性能處理器(DSP)及USB供電(5 V、3.3 V、1.2 V,電流0~3 A);而LED背光需要電壓12 V、電流低于1 A供電,其它設(shè)備(天線、風(fēng)扇、電機(jī)、VFD顯示屏驅(qū)動(dòng)等)還有其它電壓要求。因此,除了多種輸出電壓,還有更多要求,對(duì)于常開電源還需要低待機(jī)功耗;需要提供更高功率、更大電流;低功耗、高效率、高集成度;對(duì)電源電磁兼容性(EMS)的要求也比較高。

安森美半導(dǎo)體信息娛樂系統(tǒng)電源方案
安森美半導(dǎo)體提供各種應(yīng)用于信息娛樂系統(tǒng)電源的產(chǎn)品,概括起來主要有以下幾類。一類是線性穩(wěn)壓器(LDO),用于電池及后級(jí)穩(wěn)壓,具有標(biāo)準(zhǔn)/低靜態(tài)電流、高電源抑制比(PSRR)/超低靜態(tài)電流,以及跟蹤器和電流檢測(cè)功能;第二類是豐富的開關(guān)電源(SMPS)產(chǎn)品,用于降壓及升壓控制器/穩(wěn)壓器,采用同步/非同步拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),提供高頻、低靜態(tài)電流和電池及后級(jí)穩(wěn)壓;第三類是電源管理單元(PMU),以更高集成度優(yōu)化了尺寸/性能。這些產(chǎn)品都符合下一代尺寸及能效要求。
  
安森美半導(dǎo)體信息娛樂系統(tǒng)電源用LDO中的NCV42xx和NCV85xx是標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)電流Iq>60 μA的器件,前者與英飛凌TLE42xx管腳兼容,后者功能豐富,與主流廠商英飛凌/意法半導(dǎo)體/美國國家半導(dǎo)體的相應(yīng)產(chǎn)品管腳兼容;NCV86xx與標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)電流LDO管腳兼容,靜態(tài)電流極低,可達(dá)33 μA< Iq < 50 μA;NCV87xx具有超低靜態(tài)電流Iq < 33 μA,與極低靜態(tài)電流LDO管腳兼容。
  
在信息娛樂系統(tǒng)電源用開關(guān)電源方面,安森美半導(dǎo)體提供降壓SMPS,如集成開關(guān)的轉(zhuǎn)換器NCV8901/02系列、高性能控制器NCV8851等,以及低成本的NCV3020、LV5749NV等;升壓SMPS控制器有高性能的NCV8871等和適合低成本應(yīng)用的NCV3063等。
  
在電源管理單元方面,安森美半導(dǎo)體的NCV8855集成了同步降壓控制器、2.5A集成開關(guān)、2路LDO控制器、2 A高邊開關(guān)等特性;NCV8612是集成了3路LDO輸出的器件,可自動(dòng)切換(ASO),超低靜態(tài)電流(Iq) < 50 μA有助于降低功耗;NCV8881是1.5 A集成開關(guān)的降壓轉(zhuǎn)換器(8.5 V/40 mA、5.0 V/100 mA),具有ROSC及SYNC和看門狗功能,頻率高達(dá)600 kHz。

安森美半導(dǎo)體信息娛樂系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)方案比較
汽車信息娛樂系統(tǒng)的電源規(guī)格如下所示。要符合這些規(guī)格,可以選擇不同的設(shè)計(jì)方案,如采用PMU方案、開關(guān)電源方案或可實(shí)現(xiàn)升降壓功能的SEPIC方案等。

表1:汽車信息娛樂系統(tǒng)電源規(guī)格

1)PMU方案
  PMU方案是集成度最高的信息娛樂系統(tǒng)電源方案。此方案結(jié)合使用安森美半導(dǎo)體的NCV8855 PMU以及NCV8664和NCV47700等器件。
  


圖1:基于高集成度PMU的汽車信息娛樂系統(tǒng)電源方案

NCV8855集成有四路電源及一路高邊開關(guān),包含同步BUCK控制器、集成開關(guān)的2.5A非同步BUCK轉(zhuǎn)換器及兩路LDO控制器。其特性包括多路輸出、兩路開關(guān)電源錯(cuò)相工作、內(nèi)部集成軟起/診斷等功能,采用40管腳QFN封裝。它的優(yōu)勢(shì)在于,實(shí)現(xiàn)高集成度和高效率,有較好的電源抑制比及低EMI,較少的外部元器件,采用高散熱能力的小尺寸封裝,適用于車載娛樂系統(tǒng)及儀表盤應(yīng)用,圖2是其應(yīng)用電路。
  

圖2:NCV8855應(yīng)用電路

NCV8664是一款具有150mA輸出能力的極低靜態(tài)電流(5.0 V、3.3 V)LDO??梢栽?40℃到85℃的環(huán)境溫度下工作,能夠滿足車廠對(duì)靜態(tài)電流的現(xiàn)有要求,用來為最新的微處理器供電。在全溫度范圍內(nèi),其靜態(tài)電流最大不超過30uA,與標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)電流產(chǎn)品NCV4264管腳兼容,方便替換,適合車身電子、剎車系統(tǒng)、車載娛樂系統(tǒng)、安全氣囊等應(yīng)用,應(yīng)用電路如圖3所示。


圖3:NCV8664應(yīng)用電路

NCV47700/01是天線(電流感測(cè))LDO/HSS(高邊開關(guān))。NCV47700的輸出電壓精度為;NCV47701為±3 %,限流精度為±10 %;具有可調(diào)節(jié)輸出電壓(5至20 V)、使能功能(Enable)、過熱保護(hù)(TSD)、可以配置為L(zhǎng)DO或高邊開關(guān)等功能。限流值設(shè)定(CSO)Vcso = Iout * (Rcso/100),Ilim = 100 *(2.55/Rcso)。


2) 開關(guān)電源(DC-DC)方案
這是一款能效最高的方案,結(jié)合采用多款DC-DC開關(guān)電源方案及NCV8664和NCV47700等器件。


圖4:基于開關(guān)電源的汽車系統(tǒng)娛樂系統(tǒng)電源方案
  
其中,NCV8851是一款同步降壓控制器。兩路驅(qū)動(dòng)輸出分別用來驅(qū)動(dòng)上下管,可用于4 A以上的大電流應(yīng)用。它采用平均電流控制模式,可在整個(gè)輸入電壓及負(fù)載范圍內(nèi)得到更快的響應(yīng)及更高的輸出調(diào)整率。該器件的頻率從170kHz到500kHz可編程,輸入電壓范圍為4.5到40V,可由外部時(shí)鐘同步頻率,最高可達(dá)600kHz;在睡眠模式下,消耗電流小于1uA。NCV8851應(yīng)用靈活,易于實(shí)現(xiàn)EMI設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,動(dòng)態(tài)響應(yīng)好,適合車載娛樂系統(tǒng)、功率放大器電源、剎車系統(tǒng)等。圖5是其應(yīng)用電路。

圖5:NCV8851應(yīng)用電路

NCP3122是一顆雙路輸出集成開關(guān)的非同步BUCK轉(zhuǎn)換器,每路輸出高達(dá)2A;頻率從200kHz到2MHz可調(diào)。該器件輸入電壓范圍4.5V到15V;內(nèi)部集成MOS,效率高;工作頻率可調(diào)。由于效率高、外圍器件少,可減少體積和成本,主要用在低壓的應(yīng)用,如后裝市場(chǎng)的車載娛樂系統(tǒng)。圖6是其應(yīng)用電路。


圖6:NCP3122應(yīng)用電路

NCV8901和8902系列是高頻的集成開關(guān)的非同步BUCK轉(zhuǎn)換器。NCV8901輸出電流為1.2A,NCV8902為2A。該器件工作頻率為2 MHz,輸入電壓范圍4.5 V 至36 V,可耐受40 V拋負(fù)載電壓(890x3x為45 V版本),芯片工作結(jié)溫為-40℃至150℃。這些器件頻率高,體積小,輸出精度高,可在車身電子、車載娛樂系統(tǒng)等應(yīng)用中使用。應(yīng)用電路見圖7。


圖7:NCV8901和8902系列應(yīng)用電路。

3)基于支持一鍵啟動(dòng)/停止的SEPIC方案的汽車信息娛樂系統(tǒng)電源方案
為了滿足即使電池電壓降低到4 V系統(tǒng)也可始終工作的要求,安森美半導(dǎo)體提供可選產(chǎn)品SEPIC控制器NCV8871和NCV3063,能夠用于為一鍵啟動(dòng)/停止(Start/Stop)功能供電。

圖8:基于SEPIC的汽車系統(tǒng)娛樂系統(tǒng)電源方案
  
NCV8871是一款峰值電流模式控制的升壓控制器。它可以用來實(shí)現(xiàn)多種拓?fù)洌绶醇?,SEPIC等。器件的參數(shù)可在出廠前編輯,輸入電壓范圍為3.6 V至45 V,芯片工作結(jié)溫為-40℃至150℃,使能與頻率同步功能管腳復(fù)用,峰值電流模式控制。由于應(yīng)用靈活、封裝簡(jiǎn)單,可用于功放電源、背光電源、自動(dòng)啟停系統(tǒng)等。圖9是其應(yīng)用電路。


圖9:NCV8871應(yīng)用電路

結(jié)論
  安森美半導(dǎo)體致力于開發(fā)創(chuàng)新及高性能的技術(shù)和產(chǎn)品,不僅提供應(yīng)用于汽車信息娛樂系統(tǒng)的高能效電源方案,滿足高性能或低成本等不同需求,還提供針對(duì)汽車應(yīng)用的調(diào)諧器及音頻DSP產(chǎn)品,涵蓋信息娛樂系統(tǒng)的大多數(shù)應(yīng)用,幫助工程師簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程并縮短設(shè)計(jì)時(shí)間。

安森美半導(dǎo)體供稿

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉