【導(dǎo)讀】DC/DC轉(zhuǎn)換器是一種將直流輸入電壓進(jìn)行處理后，輸出可變電壓的轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器主要分為升壓型、降壓型和升降壓型三大類，可通過PWM、PFM對其進(jìn)行控制，在消費(fèi)類電子、醫(yī)療、工業(yè)自動化、汽車電子等領(lǐng)域均有不同程度的滲透。
DC/DC轉(zhuǎn)換器是一種將直流輸入電壓進(jìn)行處理后，輸出可變電壓的轉(zhuǎn)換器。DC/DC轉(zhuǎn)換器主要分為升壓型、降壓型和升降壓型三大類，可通過PWM、PFM對其進(jìn)行控制，在消費(fèi)類電子、醫(yī)療、工業(yè)自動化、汽車電子等領(lǐng)域均有不同程度的滲透。
在汽車領(lǐng)域，隨著48V輕混系統(tǒng)的提出和電動汽車的普及率上升，DC/DC轉(zhuǎn)換器已成為汽車電力系統(tǒng)中不可或缺的一部分。在電動汽車中，DC/DC轉(zhuǎn)換器可作為動力電池與電動機(jī)系統(tǒng)的橋梁，將動力電池電壓轉(zhuǎn)換為電動機(jī)所需的電壓，為車輛提供動力。同時(shí)，通過DC/DC轉(zhuǎn)換器還能將電池輸出調(diào)整為各類應(yīng)用所需的電壓，為車輛的低壓電氣設(shè)備供電。
ROHM可應(yīng)用于48V電源系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器
48V輕混系統(tǒng)被提出來后，受到很多車企的認(rèn)可，在奧迪SQ7、保時(shí)捷卡宴、賓利飛馳等車型中均有使用。48V輕混系統(tǒng)的導(dǎo)入能夠?yàn)檐囕v提供更高的功率、動力和節(jié)省系統(tǒng)能耗。相對于12V系統(tǒng)而言，48V輕混系統(tǒng)在相同功率下工作電流只有12V系統(tǒng)的1/4，損耗只有1/16，還有助于縮小發(fā)動機(jī)體積、降低碳排放。
隨著節(jié)能意識的提高以及12V電源系統(tǒng)向48V的轉(zhuǎn)變，ROHM基于自身在電源領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，推出了可應(yīng)用于48V電源系統(tǒng)的DC/DC轉(zhuǎn)換器BD51180 TL用以提升車輛電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。
BD51180 TL內(nèi)置了一顆耐壓等級為80V的MOSFET，可輕松應(yīng)對汽車啟動時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)電壓過高的問題。同時(shí)該轉(zhuǎn)換器采用了獨(dú)有的脈沖控制技術(shù)，開關(guān)響應(yīng)操作可在20ns內(nèi)完成，固定開關(guān)頻率為2MHz，進(jìn)而規(guī)避了頻率干擾的問題。并且，通過一級轉(zhuǎn)換即可將48V電池輸出電壓降低至3.3V或5V供車載MCU和其他控制系統(tǒng)使用，極大地簡化了終端應(yīng)用的開發(fā)流程，避免了因二次轉(zhuǎn)換而造成的電能損耗，有助于實(shí)現(xiàn)小型化、高效的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。獨(dú)有的脈沖控制技術(shù)在BD51180 TL中主要起到相位補(bǔ)償?shù)淖饔?，通過窄脈沖寬度來控制電流，實(shí)現(xiàn)電流模式控制的相位補(bǔ)償。
BD51180 TL符合車規(guī)級AEC-Q100的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，器件內(nèi)部還集成了電流保護(hù)、溫度保護(hù)、負(fù)載短路保護(hù)等一系列保護(hù)功能，產(chǎn)品規(guī)格為4*4*1mm，與性能相似的產(chǎn)品相比體積降低了54%。
TI支持6V至120V寬壓輸入的DC/DC轉(zhuǎn)換器
LM5169-Q1是由TI推出的一款滿足車規(guī)級產(chǎn)品嚴(yán)苛要求的DC/DC轉(zhuǎn)換器，能夠在6V至120V的寬電壓動態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。較寬的輸入電壓動態(tài)范圍，能夠在一定程度上減少抑制浪涌電壓電路的設(shè)計(jì)，進(jìn)而降低了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜難度。
圖源：TI
LM5169-Q1的最小可控導(dǎo)通時(shí)間為50ns，可調(diào)開關(guān)頻率為1MHz，極短的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間有利于提高DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器的降壓轉(zhuǎn)換比，提升48V電源系統(tǒng)降壓時(shí)的轉(zhuǎn)換效率。同時(shí)，轉(zhuǎn)換器還集成了恒定導(dǎo)通時(shí)間控制功能，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的開關(guān)頻率，以及出色的負(fù)載和線路瞬態(tài)響應(yīng)。
在控制方面，該轉(zhuǎn)換器主要通過FPWM模式和自動模式實(shí)現(xiàn)控制。在FPWM模式下，支持fly-buck功能，F(xiàn)PWM模式能夠確保在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)強(qiáng)制CCM運(yùn)行。在自動模式下，可實(shí)現(xiàn)超低Iq和二極管仿真模式操作，以實(shí)現(xiàn)更高的輕負(fù)載效率。
轉(zhuǎn)換器內(nèi)部集成了一個(gè)具有高側(cè)和低側(cè)輸出通道的MOSFET，輸出電流最高可達(dá)0.65A，同時(shí)還集成了1.9Ω NFET降壓開關(guān)、0.71Ω NFET同步整流器、VCC偏置穩(wěn)壓器和自舉二極管，通過高度集成的方式不僅實(shí)現(xiàn)了方案設(shè)計(jì)的小型化，還降低了電路的BOM成本。
在產(chǎn)品可靠性方面，LM5169-Q1通過了AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，能夠在－40℃至125℃之間保證元器件工作性能的穩(wěn)定性，符合汽車使用環(huán)境的溫度需求，為進(jìn)一步提升該轉(zhuǎn)換器的可靠性，TI為其集成了峰值/谷值限流保護(hù)、輸入U(xiǎn)VLO和熱關(guān)斷保護(hù)，避免因?yàn)樵撧D(zhuǎn)換器的故障而對外圍電路造成不可逆的損壞，導(dǎo)致維修成本的增加。
結(jié)語
在汽車電氣化的驅(qū)使下，DC/DC轉(zhuǎn)換器已成為電動汽車的核心零部件，是高壓與低壓應(yīng)用之間連接的“橋梁”，電動汽車很多功能的實(shí)現(xiàn)都需要DC/DC轉(zhuǎn)換器協(xié)助完成。如今電動汽車的普及率快速增長，電動汽車DC/DC轉(zhuǎn)換器將會蘊(yùn)藏著很高的市場價(jià)值。
（來源：電子發(fā)燒友）
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