TI的新型LM53635-Q1穩壓器不僅僅是一個轉換器，它還是采用對惡劣環境敏感的先進處理器和傳感器將變速箱、引擎和製動等汽車電動機械係統嘈雜
、惡劣環境與高度複雜的電子控製單元（ECU）連lian接jie起qi來lai的de電dian源yuan調tiao節jie電dian路lu。前qian端duan電dian源yuan還hai需xu要yao管guan理li雙shuang電dian池chi和he負fu載zai突tu降jiang等deng故gu障zhang和he用yong戶hu情qing況kuang。本ben文wen將jiang說shuo明ming在zai設she計ji汽qi車che電dian源yuan時shi需xu考kao慮lv哪na些xie問wen題ti，以yi及ji為wei了le更geng好hao地di管guan理li挑tiao戰zhan需xu要yao為wei設she計ji添tian加jia哪na些xie功gong能neng。本ben文wen還hai將jiang介jie紹shaoTI的新產品36V
、2.1MHz同步降壓穩壓器。

 

一輛現代汽車上有許多節約燃油的功能
；其(qi)中(zhong)一(yi)項(xiang)功(gong)能(neng)就(jiu)是(shi)啟(qi)停(ting)操(cao)作(zuo)。當(dang)汽(qi)車(che)排(pai)隊(dui)等(deng)候(hou)或(huo)者(zhe)等(deng)紅(hong)綠(lv)燈(deng)時(shi)，汽(qi)車(che)停(ting)下(xia)會(hui)激(ji)活(huo)啟(qi)停(ting)功(gong)能(neng)，關(guan)閉(bi)發(fa)動(dong)機(ji)以(yi)節(jie)約(yue)燃(ran)油(you)。另(ling)一(yi)種(zhong)稱(cheng)為(wei)冷(leng)啟(qi)動(dong)的(de)情(qing)況(kuang)會(hui)對(dui)係(xi)統(tong)造(zao)成(cheng)相(xiang)似(si)的(de)電(dian)子(zi)負(fu)載(zai)。發(fa)動(dong)機(ji)的(de)啟(qi)動(dong)會(hui)對(dui)係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)的(de)負(fu)載(zai)
，引(yin)起(qi)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)的(de)下(xia)降(jiang)。

 

在(zai)啟(qi)停(ting)或(huo)冷(leng)啟(qi)動(dong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，電(dian)壓(ya)會(hui)突(tu)然(ran)大(da)幅(fu)下(xia)降(jiang)，使(shi)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)失(shi)去(qu)作(zuo)用(yong)。在(zai)一(yi)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，或(huo)許(xu)要(yao)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)使(shi)用(yong)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)支(zhi)持(chi)係(xi)統(tong)。如(ru)果(guo)設(she)計(ji)的(de)電(dian)源(yuan)支(zhi)持(chi)電(dian)壓(ya)突(tu)然(ran)降(jiang)低(di)
，就(jiu)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)升(sheng)壓(ya)的(de)支(zhi)出(chu)，以(yi)及(ji)與(yu)增(zeng)加(jia)的(de)元(yuan)件(jian)相(xiang)關(guan)的(de)成(cheng)本(ben)、空間和功耗。

 

接近100%的占空比
、非工作時間非常短和低導通電阻高端場效應晶體管(FET)電阻的組合使得LM53635-Q1（見圖1）能夠在滿負載和全工作溫度範圍條件下支持電壓降至0.6V以下
，同時為下遊電源保持穩壓功能，而不增加設計的複雜程度。

 

圖1：LM53635-Q1電壓降

 

由於汽車中使用的線束日益複雜、係統中的ECU節點數量不斷增加等原因
，提供低電磁幹擾（EMI）的電源變得更加重要。每一個線束和ECU都會產生在汽車周圍傳播的噪聲
，影響其他應用。考慮到安全應用數量不斷增加，低電磁幹擾功能也備受期待。TI在設計LM53635-Q1時采用了幾項技術來降低電磁幹擾。

 

一項技術是根據LM53635-Q1調節和過濾使用的被動元件的最佳位置進行設計封裝布局。如圖2所示
，使用的引腳使得高頻輸入電容（在開關節點兩側接地）呈對稱分布，GND與開關之間產生的電感降低，從而去除噪聲。

 

圖2：高頻CIN電容位置

 

另ling外wai，以yi特te定ding的de方fang式shi進jin行xing封feng裝zhuang，能neng夠gou去qu除chu封feng裝zhuang內nei部bu的de寄ji生sheng回hui路lu電dian感gan和he電dian容rong
，降jiang低di開kai關guan節jie點dian振zhen鈴ling噪zao聲sheng
，開kai關guan節jie點dian振zhen鈴ling是shi產chan生sheng噪zao聲sheng的de主zhu要yao原yuan因yin（見圖3）。如果能在源頭上降低噪聲
，則無需解決增加元件引起的問題。

 

圖3：LM53635-Q1的開關節點

 

降低係統噪聲的另一項技術是展頻，展頻能夠調節中心開關頻率（此案例中為2.1MHz）
，抑(yi)製(zhi)諧(xie)波(bo)和(he)子(zi)諧(xie)波(bo)。展(zhan)頻(pin)，正(zheng)如(ru)其(qi)名(ming)稱(cheng)所(suo)示(shi)，對(dui)降(jiang)低(di)整(zheng)體(ti)噪(zao)峰(feng)非(fei)常(chang)有(you)效(xiao)
，但(dan)不(bu)會(hui)影(ying)響(xiang)噪(zao)底(di)。但(dan)是(shi)，因(yin)為(wei)展(zhan)頻(pin)能(neng)夠(gou)處(chu)理(li)高(gao)頻(pin)諧(xie)波(bo)，有(you)助(zhu)於(yu)滿(man)足(zu)通(tong)常(chang)非(fei)常(chang)嚴(yan)格(ge)的(de)原(yuan)始(shi)設(she)備(bei)製(zhi)造(zao)商(shang)（OEM）的電磁幹擾標準，使印刷電路板設計更簡單，降低濾波元件的尺寸和成本。

 

圖4為30MHz至108MHz頻帶的LM53635-Q1，左圖為展頻關閉
，右圖為展頻開啟。

 

為滿足CISPR25第5類限製（最嚴格的規範）而消除300MHz至108MHz電磁幹擾

 

圖4：使用展頻抑製高頻諧波

 

需(xu)要(yao)克(ke)服(fu)的(de)主(zhu)要(yao)挑(tiao)戰(zhan)之(zhi)一(yi)是(shi)因(yin)空(kong)間(jian)限(xian)製(zhi)和(he)周(zhou)圍(wei)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)的(de)發(fa)熱(re)問(wen)題(ti)。今(jin)天(tian)許(xu)多(duo)汽(qi)車(che)設(she)計(ji)常(chang)常(chang)集(ji)成(cheng)到(dao)用(yong)於(yu)機(ji)械(xie)功(gong)能(neng)的(de)已(yi)有(you)的(de)外(wai)形(xing)和(he)尺(chi)寸(cun)當(dang)中(zhong)，或(huo)僅(jin)僅(jin)集(ji)成(cheng)到(dao)汽(qi)車(che)設(she)計(ji)的(de)空(kong)閑(xian)空(kong)間(jian)中(zhong)。後(hou)視(shi)鏡(jing)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)例(li)子(zi)。在(zai)過(guo)去(qu)，後(hou)視(shi)鏡(jing)是(shi)手(shou)動(dong)操(cao)作(zuo)的(de)簡(jian)單(dan)設(she)備(bei)
，但(dan)現(xian)在(zai)卻(que)集(ji)成(cheng)了(le)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)，實(shi)現(xian)照(zhao)相(xiang)機(ji)等(deng)新(xin)功(gong)能(neng)。考(kao)慮(lv)到(dao)太(tai)陽(yang)照(zhao)射(she)熱(re)和(he)後(hou)視(shi)鏡(jing)的(de)外(wai)殼(ke)材(cai)料(liao)（通常是塑料），印刷電路板上電子器件的溫度能達到105℃。電源要小到能夠管理集成的電子器件，同時還需要具備很高的效率

，不會引起自身發熱。TI設計的LM53635-Q1效率高

，能夠降低損耗，並以2.1MHz頻率工作
，讓電源所需其他元件的尺寸盡可能小，從而管理熱量和尺寸問題。參見圖5。

 

圖5：LM53635-Q1以2.1MHz工作時的效率

 

保bao持chi質zhi量liang對dui於yu汽qi車che設she計ji至zhi關guan重zhong要yao
，在zai設she計ji安an全quan相xiang關guan係xi統tong時shi尤you其qi如ru此ci。可ke焊han性xing往wang往wang是shi可ke靠kao性xing的de問wen題ti之zhi一yi。為wei了le提ti高gao焊han縫feng質zhi量liang

，可ke以yi使shi用yong多duo項xiang技ji術shu；其中一項技術為可潤濕側翼。參見圖6。kerunshiceyishizaifengzhuangbianyanqiegechukongqiangdegongyi，shideyinjiaocenenggoujinxinggengduokeshirunshi，bianyuguangxuejiance。gaijishufeichangyouyong，yinweiwuxuduifengzhuangjinxingX射線檢測即可確保焊接充分，同時保障了焊縫的完整性。

 

圖6：LM53635-Q1使用的可潤濕側翼工藝

 

正zheng如ru本ben博bo文wen前qian麵mian強qiang調tiao的de，在zai設she計ji汽qi車che電dian源yuan時shi還hai需xu要yao考kao慮lv很hen多duo問wen題ti，需xu要yao考kao慮lv為wei設she計ji增zeng加jia哪na些xie功gong能neng使shi所suo麵mian臨lin的de挑tiao戰zhan更geng易yi於yu管guan理li。隻zhi有you理li解jie這zhe些xie問wen題ti後hou，才cai能neng實shi現xian更geng快kuai速su的de設she計ji
、更小的解決方案和更低的成本。觀看視頻，了解如何使用TI的LM53635-Q1來解決汽車電磁幹擾
、發熱和係統挑戰。

 

其他信息：

 

●    獲得更多關於TI 2.1 MHz汽車轉換器家族的信息。

●    在你的下一個設計中考慮使用LM53635-Q1。

●    下載《汽車信息娛樂電源係統參考設計》了解汽車信息娛樂係統的完全關閉電池前端電源。

●    閱讀博文“汽車應用可潤濕側翼QFN封裝”獲得關於可潤濕側翼封裝的更多信息。

 

 

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