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新型升降壓芯片組讓發動啟停技術更趨完善

羅姆推出采用Quick Buck Booster技術的車載升降壓電源芯片組
2018-12-10
作者:于寅虎
來源:電子技術應用

  隨著節能型汽車的普及與推廣,配備發動機“自動啟停”功能的車輛越來越多,停車時停止引擎和電機的怠速啟停系統成為電控系統研發焦點。

  發動機啟停(Start-Stop)功能,就是指當車輛處于停止狀態(非駐車狀態)時,發動機將暫停工作(而非傳統的怠速保持),暫停的同時,發動機內的潤滑油會持續運轉,使發動機內部保持潤滑;當松開制動踏板后,發動機將再次啟動,此時因潤滑油一直循環,即使頻繁的停車和起步,也不會對發動機內部造成磨損。

自動起停.jpg

  作為電池供電的系統,汽車發動機在“運行-停止-重啟”過程中,傳統的以電池為控制單元供電模式一定會引起電池供電電壓和波動,而這種波動立刻就會傳導到汽車發動機控制單元(ECU)的電源供電,如果不能保證其他控制單元供電的穩定性,那么就會引起車輛行使安全。

升降壓型轉換器.jpg

  因此,在配備停功能的電源管理方案里,都會使用升降壓型DC/DC轉換器來完成從電池到控制單元的穩定供電。然而升降壓型轉換器的采用,給工程師的設計帶來新的難題。

  一是采用升降壓型轉換器的電路設計較為復雜,為了保持保證輸出電壓的穩定,必須額外采用較大電容等穩壓措施;

  二是升降壓型轉換器與以往的降壓型轉換器相比而言,針對電壓波動的反饋速度會較慢,即瞬態響應性能較差。

  為了避免因上述兩大缺點影響發動機啟停技術的普及,電源管理廠商們都在想方設法通過更加先進的電路設計技術,來生產出性能更為優異的升降壓轉換器

  不久前,日本廠商羅姆(ROHM)對外宣布了采用解決怠速啟停課題的升降壓控制技術“Quick Buck Booster”的電源轉換器,而這個新型升降壓電源芯片組可以很好地解決傳統升降壓轉換器的設計復雜和響應性能差的難題。

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  全球知名半導體制造商ROHM(總部位于日本京都)面向配備怠速啟停系統的車輛中的儀表盤面板和網關等需要升降壓電源的車載電子控制單元(Electronic Control Unit, 以下簡稱“ECU”),開發出實現業界優異的低消耗電流和穩定性能(瞬態響應特性,以下簡稱“響應性能”)的升降壓電源芯片組。

  據羅姆工程師介紹,該芯片組由具備升壓功能的降壓DC/DC轉換器“BD8P250MUF-C”和升壓專用IC“BD90302NUF-C”組成。核心器件“BD8P250MUF-C”中采用了新概念升降壓控制技術“Quick Buck Booster”,僅需在后端追加“BD90302NUF-C”,即可在不損害降壓電源在性能方面的特性優勢的情況下成功構建升降壓電源。

  與采用傳統的升降壓DC/DC轉換器的升降電源系統相比,采用這款新型芯片級的電源系統具體三大優點。

  第一、實現了升降壓電源業界最優異的低消耗電流和響應性能。

  芯片組里的降壓型DC/DC轉換器“BD8P250MUF-C”,融入了利用ROHM模擬設計技術優勢開發而成的升降壓控制技術“Quick Buck Booster”,可在不損害降壓電源在性能方面優于升降壓電源的特性優勢的情況下,輕松切換為升降壓電源。

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  因此,即使作為升降壓芯片組,也可實現無負載時消耗電流僅8μA、以44μF輸出電容容量實現輸出電壓波動僅±100mV的穩定工作,作為業界卓越的升降壓電源(消耗電流比普通產品低70%,輸出電容容量減少50%),非常有助于應用的穩定工作與節能化,以及電容器的小型化與低成本化。

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  第二、業界首創在同一PCB板上輕松切換升降壓和降壓功能,節省用戶的開發成本

該芯片組融入了Quick Buck Booster技術,從而可實現以往無法實現的升降壓電源和降壓電源的電源PCB板、外圍部件、噪聲對策的通用設計。

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  因此,從降壓電源變身為升降壓電源僅需增加1枚升壓專用IC即可輕松實現,與升降壓電源和降壓電源分別設計的情況相比,開發周期可縮減50%。

  第三、低噪聲性能和不干擾AM廣播頻段的特點,有助于電源系統穩定工作。

  “BD8P250MUF-C”內置擴頻功能,以滿足抗電磁干擾方面不斷增長的市場需求。實現低EMI,滿足汽車領域噪聲國際標準“CISPR25”。

  同時,采用ROHM獨有的超高速脈沖控制技術“Nano Pulse Control”,始終在不干擾AM廣播頻段(1.84MHz Max.)的2.2MHz頻率下工作,對于最大36V的高電壓輸入,還實現了驅動ECU的5V穩定輸出。

  而且,同時實現車載ECU電源所需的“低電磁干擾性能”和“高電壓輸入、低電壓輸出,不干擾AM廣播頻段”,有助于對噪聲性能要求高的車載系統穩定工作。

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  據了解,羅姆這款新型升降壓型DC/DC轉換器芯片組,除了可以應用于發動機啟停控制技術外,還可以用于在極低溫度下傳統汽車電池的穩定供電,從而保證汽車控制部分的正常工作。

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