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电动车48V电源系统的选择,宽压输入DC/DC转换器
文章来源:永阜康科技 更新时间:2022/3/28 10:42:00
在汽车领域,随着48V轻混系统的提出和电动汽车的普及率上升,DC/DC转换器已成为汽车电力系统中不可或缺的一部分。在电动汽车中,DC/DC转换器可作为动力电池电动机系统的桥梁,将动力电池电压转换为电动机所需的电压,为车辆提供动力。同时,通过DC/DC转换器还能将电池输出调整为各类应用所需的电压,为车辆的低压电气设备供电。

ROHM可应用于48V电源系统的DC/DC转换器

48V轻混系统被提出来后,受到很多车企的认可,在奥迪SQ7、保时捷卡宴、宾利飞驰等车型中均有使用。48V轻混系统的导入能够为车辆提供更高的功率、动力和节省系统能耗。相对于12V系统而言,48V轻混系统在相同功率下工作
电流只有12V系统的1/4,损耗只有1/16,还有助于缩小发动机体积、降低碳排放。

随着节能意识的提高以及12V电源系统向48V的转变,ROHM基于自身在电源领域的技术优势,推出了可应用于48V电源系统的DC/DC转换器BD51180 TL用以提升车辆电力系统的转换效率。

BD51180 TL内置了一颗耐压等级为80V的
MOSFET,可轻松应对汽车启动时瞬态响应电压过高的问题。同时该转换器采用了独有的脉冲控制技术,开关响应操作可在20ns内完成,固定开关频率为2MHz,进而规避了频率干扰的问题。并且,通过一级转换即可将48V电池输出电压降低至3.3V或5V供车载MCU和其他控制系统使用,极大地简化了终端应用的开发流程,避免了因二次转换而造成的电能损耗,有助于实现小型化、高效的产品设计。独有的脉冲控制技术在BD51180 TL中主要起到相位补偿的作用,通过窄脉冲宽度来控制电流,实现电流模式控制的相位补偿。

BD51180 TL符合车规级AEC-Q100的应用标准,器件内部还集成了电流保护、温度保护、负载
短路保护等一系列保护功能,产品规格为4*4*1mm,与性能相似的产品相比体积降低了54%。

TI支持6V至120V宽压输入的DC/DC转换器

LM5169-Q1是由TI推出的一款满足车规级产品严苛要求的DC/DC转换器,能够在6V至120V的宽电压动态范围内进行调节。较宽的输入电压动态范围,能够在一定程度上减少抑制浪涌电压
电路的设计,进而降低了产品设计的复杂难度。

图源:TI

LM5169-Q1的最小可控导通时间为50ns,可调开关频率为1MHz,极短的开关导通时间有利于提高DC/DC降压转换器的降压转换比,提升48V电源系统降压时的转换效率。同时,转换器还集成了恒定导通时间控制功能,为系统提供稳定的开关频率,以及出色的负载和线路瞬态响应。

在控制方面,该转换器主要通过FPWM模式和自动模式实现控制。在FPWM模式下,支持fly-buck功能,FPWM模式能够确保在整个负载范围内强制CCM运行。在自动模式下,可实现超低Iq和
二极管仿真模式操作,以实现更高的轻负载效率。

转换器内部集成了一个具有高侧和低侧输出通道的MOSFET,输出电流最高可达0.65A,同时还集成了1.9Ω NFET降压开关、0.71Ω NFET同步整流器、VCC偏置稳压器和自举二极管,通过高度集成的方式不仅实现了方案设计的小型化,还降低了电路的BOM成本。

在产品可靠性方面,LM5169-Q1通过了AEC-Q100标准的认证,能够在-40℃至125℃之间保证
元器件工作性能的稳定性,符合汽车使用环境的温度需求,为进一步提升该转换器的可靠性,TI为其集成了峰值/谷值限流保护、输入UVLO和热关断保护,避免因为该转换器的故障而对外围电路造成不可逆的损坏,导致维修成本的增加。

结语

在汽车电气化的驱使下,DC/DC转换器已成为电动汽车的核心零部件,是高压与低压应用之间连接的“桥梁”,电动汽车很多功能的实现都需要DC/DC转换器协助完成。如今电动汽车的普及率快速增长,电动汽车DC/DC转换器将会蕴藏着很高的市场价值。
 
 
 
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