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如何让您的汽车电池更稳定、运行时间更长

电子设计 来源:网友电子设计发布 作者:网友电子设计发布 2021-11-24 16:08 次阅读

汽车系统需要承受高温差、极端输入瞬变和其它多种干扰的影响。汽车中几乎所有的电子产品都需经过严格的测试,以符合汽车电子委员会(AEC)规定的质量体系标准和组件资质。大多数汽车系统采用12V铅酸电池,并且您可能知道,电池的电压几乎在您可以想到的每种情况下都会发生变化:环境温度、负载条件、使用年限等等,不胜枚举。

正常工作条件下,电压的变化范围可达到9V-16V。在某些工作条件下,甚至会更大。启动内燃机时,12V铅酸电池必须为起动电机的绕组提供足够的能量,在短时间内提供大量的电流,导致电池电压急剧下降。极低的温度会导致电池电压降至更低水平。这种现象称为冷启动。典型的测试波形如图1所示,其中电压可以降至3V。

假设我们正在设计一款由12V铅酸电池直接供电的12V汽车音响系统。如何使音响系统保持恒定的输入电压?记住,如上所述,电池电压的波动范围可达3V至16V。降压转换器有用吗?不行。当电池电压低于12V时,音响系统的输入将下降,可能会导致欠压状态。我们来试一下升压转换器。还是不行。当电池电压大于12V时,音响系统的输入将上升,可能导致过电压状态并损坏电子设备。我们需要的是降压 - 升压转换器。顾名思义,无论输入电压如何,该拓扑都可以降压或升压到稳定的输出电压。最重要的是,即使电压波动,它也能提供恒定的能量。图2所示为降压拓扑的简单级联升压。

降压 - 升压拓扑有许多变化和简化,而且与图2所示的拓扑结构相比存在很多优点。例如,两个转换器可以简化,并共享一个电感器,从而节省电路板空间(见图3A)。想提高效率吗?去掉续流二极管并添加MOSFET以降低传导损耗,这是四开关降压 - 升压(图3B)。还在担心电路板空间不够用?为何不采用四开关转换器,并将MOSFET移至控制IC内部(图3C),从而节省宝贵的PCB空间。

想了解更多关于降压 - 升压转换器的一些变体吗?检查新的TI电源管理实验室套件降压 - 升压板和实验指导书。这个新的学习套件主要向用户介绍降压 - 升压拓扑的工作原理以及与设计相关的挑战。评估板采用TI的LM5118控制器集成电路。该套件还提供了一个用于实践学习的实验指导书。掌握TI-PMLK Buck Boost实验室的实验后,请查看TI的其它降压 - 升压电源解决方案,例如具有集成MOSFET的四开关LM5175和TPS63060。

应用电力电子会议(APEC)将于3月26日至30日在佛罗里达州坦帕举行。届时,您可在TI的701号展位上看到新的TI电源管理实验室套件降压 - 升压板和实验板的现场演示。

其它信息:

了解有关TI电源管理实验室套件的更多信息

查看WEBENCH®Power Designer电源设计工具

阅读文章“设计前端DC / DC转换级以承受自动瞬变”。

原文链接:

http://e2e.ti.com/blogs_/b/behind_the_wheel/archive/2017/03/28/learn-how-to-keep-your-car-battery-steady-and-running-longer

编辑:jq

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    发表于 07-30 08:02 612次 阅读

    NCP59302 LDO稳压器 3A 低压差 高PSRR 快速瞬态响应

    02是一款高精度,极低压差(VLDO),低接地电流正电压稳压器,能够提供超过3.0 A的输出电流,典型压差低于300 mV,负载电流为3.0 A 。该器件采用陶瓷输出电容稳定。该器件可承受高达18 V的最大输入电压。内部保护功能包括输出电流限制,内置热关断和反向输出电流保护。逻辑电平使能引脚可用。 NCP59302是一款可调电压器件,采用D2PAK-5封装。 特性 优势 在完整的3.0 A负载下300 mV典型的压差。 无需使用开关稳压器即可生成辅助电源轨 低接地电流 - 在3安培负载下典型值为60 mA 可最大限度地降低功率损耗调节器 在输出端使用陶瓷电容器稳定 避免昂贵的极化钽电容器 提供NCV版本适用于汽车应用 符合AECQ100标准且支持PPAP。 最大电压输入18V 适用于汽车和网通应用 输出电流超过3安培 汽车模块 应用 终端产品 用于FPGA,DSP和处理器的负载 开关电源后调节 服务器和网络设备 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 08:02 564次 阅读

    NCP59150 LDO稳压器 1.5 A 低压差 快速瞬态响应

    50系列是一款高精度,极低压差,低接地电流的正电压稳压器,能够提供超过1.5 A的输出电流,典型压差低于300 mV。该器件的输入工作电压范围为2.24V至13.5V,最大输入电压容差为18V。内部保护功能包括输出电流限制,热关断和反向输出电流保护。该器件可用作可调稳压器(NCP59152)或固定电压选项(NCP59150和NCP59151)。 NCP59151器件包括一个使能功能和一个输出错误标志。 特性 优势 输出电流超过1.5安培 低电压下的高电流输出 750 mA时175 mV典型压差1.5 A处的输出和300 mV典型压差 生成辅助电源轨而无需使用切换调节器 低接地电流 - 在1.5 mA负载下典型值为40 mA 最大限度地减少调节器的功率损耗 在输出端使用陶瓷电容器稳定 昂贵的钽电容器的成本效益解决方案 适用于Aut的NCV版本omotive应用 符合AECQ100标准且支持PPAP 最高电压输入高达18V 适用于汽车和网通应用程序 应用 终端产品 FPGA,DSP和处理器的负载点 开关电源调节后 服务器和网络设备 汽车模块 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 08:02 318次 阅读

    NCV30161 降压稳压器 恒定电流 用于驱动大功率LED

    61是一款用于汽车应用中大功率LED的迟滞降压恒流驱动器。它非常适用于驱动器监控系统等应用.NCV30161的输入电压范围为6.3 V至40 V.迟滞控制可在负载瞬变和PWM调光期间提供良好的电源抑制和快速响应,以适应不同数量的LED阵列。专用PWM输入(DIM / EN)可实现多种脉冲调光,高开关频率允许使用更小的外部元件,从而最大限度地减少空间和成本。保护功能包括电阻编程的恒定LED电流,短路LED保护,欠压和热关断。 NCL30161采用DFN10 3 mm x 3 mm可湿性侧翼封装 特性 优势 单引脚亮度和使用PWM启用/禁用控制 启用多种脉冲调光 可调节LED电流 迟滞电流控制 热关断保护 电路保护免受热损坏 符合AECQ100标准,支持PPAP 符合汽车资格 应用 恒流源 驾驶员监控系统 汽车照明 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 08:02 451次 阅读

    NCP58300 LDO稳压器 3A 低压差 快速瞬态响应

    00系列是高精度,极低压差(VLDO),低接地电流正电压稳压器,能够提供超过3.0 A的输出电流,典型压差低于370 mV,负载电流为3.0 A这些器件采用钽输出电容稳定。该系列最初由可调输出电压版本组成,未来计划采用固定电压版本。 NCP58300系列可承受高达18 V的最大输入电压。内部保护功能包括输出电流限制,内置热关断和反向输出电流保护。 5引脚版本提供逻辑电平使能和错误标志引脚。 NCP58302是一款可调节电压器件,采用D2PAK-5封装。 特性 优势 完全3.0 A负载时370 mV典型压差 无需使用开关调节器即可生成辅助电源轨 低接地电流 - 在3.0 A负载下典型值为50 mA 最大限度地降低稳压器的功率损耗 输出上的钽电容稳定 指定使用钽电容稳定 提供NCV版本适用于汽车应用 符合AEC-Q100标准且支持PPAP 最高电压输入高达18 V 适用于汽车和网通应用 输出电流超过3安培 汽车模块 应用 终端产品 FPGA,DSP和处理器的负载点 开关电源调节后 服务器和网络设备 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 08:02 310次 阅读

    NCP57302 LDO稳压器 3A 低压差 高PSRR 快速瞬态响应

    02是一款高精度,极低压差(VLDO),低最小输入电压和低接地电流正电压稳压器,能够提供超过3.0 A的输出电流,典型压差为315 mV at 3.0负载电流和1.8 V及以上的输入电压。该器件采用陶瓷输出电容稳定。该器件可承受高达18 V的最大输入电压。内部保护功能包括输出电流限制,内置热关断和反向输出电流保护。逻辑电平使能引脚可用。 NCP57302是一款可调电压器件,采用D2PAK-5封装。 特性 输出电流超过3.0 A 全3 A输出电流的最小工作输入电压1.8 V 315 mV 3.0 A时的典型压差电压 可调节输出电压范围1.24 V至13 V 低接地电流 快速瞬态响应 开关电源后调节 陶瓷输出电容稳定 逻辑兼容使能引脚 电流限制,反向电流和热量关机保护 工作电压高达13.5 V 汽车和其他应用的NCV前缀需要独特的站点和控制变更要求; AECQ100合格和PPAP能力 这些是无铅设备 应用 终端产品 工业标准MIC29300,MIC39300,MIC37300的功能替代,具有改进的最小输入电压规格 消费者和工业设备点监管 服务器和网络设备 FPGA,DSP和逻辑电源 电池充...
    发表于 07-30 08:02 961次 阅读

    NCP57152 LDO稳压器 1.5 A 低压差 快速瞬态响应

    52是一款高精度,极低压差(VLDO),低最小输入电压和低接地电流正电压稳压器,能够提供超过1.5 A的输出电流,典型压差为330 mV at 1.5负载电流和1.8 V及以上的输入电压。该器件采用陶瓷输出电容稳定。该器件可承受高达18 V的最大输入电压。内部保护功能包括输出电流限制,内置热关断和反向输出电流保护。逻辑电平使能和错误标志引脚可用。 NCP57152是一款可调节电压器件,采用D2PAK-5和DFN8封装。 特性 输出电流超过1.5 A 1.5 A输出电流的最小工作输入电压1.8 V 330 mV典型压差电压1.5 A 可调输出电压范围从1.24 V到13 V 低接地电流 快速瞬态响应 陶瓷稳定输出电容器 逻辑兼容使能和错误标志引脚 电流限制,反向电流和热关断保护 高达13.5 V输入电压的操作 NCV前缀适用于需要独特站点和控制变更要求的汽车和其他应用; AECQ100合格和PPAP能力 这些是无铅设备 应用 终端产品 具有改进的最小输入电压规格的工业标准MIC29150,MIC39150,MIC37150的功能替换 消费者和工业设备监管点 服务器和网络设备 FPGA,DSP和逻...
    发表于 07-30 07:02 384次 阅读

    LV56851UV LDO稳压器 5通道 带2个高侧开关

    1UV是一款多输出线性稳压器IC,可降低静态电流。 LV56851UV专为满足汽车信息娱乐系统的电源要求而设计。 LV56851UV集成了5个线性稳压器输出,1个高端电源开关,I2C总线通信,ACC检测,电池电压检测,过流限制器,过压保护和热关闭。 特性 优势 低功耗电流:60μA(典型值,VDD输出正在运行) 节省成本和空间,因为只需要少量外部设备。 5调节器输出& 1个高侧开关 没有外部设备更换的良好灵活性。 ACC和电池电压检测 丰富的保护功能提高了应用程序的安全性。 I2C总线通信接口 RESET功能 过电流和过电压保护 热关机:典型值175°C,热警告:典型值140°C 包装:HZIP15 AEC-Q100合格且支持PPAP 应用 终端产品 电源管理 汽车信息娱乐系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 05:02 402次 阅读
    LV56851UV LDO稳压器 5通道 带2个高侧开关

    NCV97311 汽车电池连接低Iq多输出电源管理单元 带有3个降压稳压器

    11是一款3输出稳压器,由低Iq电池连接的3 A,2 MHz非同步开关和两个低压1.5 A,2 MHz同步开关组成;所有都使用集成功率晶体管。高压开关能够以4.1 V恒定的开关频率将4.1 V至18 V电池输入转换为5 V或3.3 V输出,提供高达3 A的电压。在过压条件下,最高可达3 A. 37 V,开关频率折回1 MHz;在高达45 V的负载突降条件下,稳压器关闭。电池连接降压稳压器的输出用作2个下游同步开关的低压输入。每个下行输出可在1.2 V至3.3 V范围内调节,具有1.5 A的平均电流限制和恒定的2 MHz开关频率。每个开关都有一个独立的使能和复位引脚,提供额外的电源管理灵活性。对于低Iq工作模式,低压开关被禁用,待机轨由低Iq LDO(高达150 mA)供电,典型的Iq为30 A. LDO稳压器与高压开关并联,并在切换器强制进入待机模式时激活。所有3个SMPS输出均采用峰值电流模式控制,内部斜率补偿,内部设置软 - 启动,电池欠压锁定,电池过压保护,逐周期电流限制,打嗝模式短路保护和热关断。错误标志可用于诊断。 特性 可用的5.0 V和3.3 V版本 待机模式下的低静态电流 EMI的可编程扩频减少 2个支持微控制器的低压同步降压转换...
    发表于 07-30 05:02 189次 阅读

    NCV97311A 汽车电池连接低Iq多输出电源管理单元 带有3个降压调节器

    11A是一款3输出稳压器,由低Iq电池连接的3 A,2 MHz非同步开关和两个低压1.5 A,2 MHz同步开关组成;所有都使用集成功率晶体管。高压开关能够以4.1 V恒定的开关频率将4.1 V至18 V电池输入转换为5 V或3.3 V输出,提供高达3 A的电压。在过压条件下,最高可达3 A. 37 V,开关频率折回1 MHz;在高达45 V的负载突降条件下,稳压器关闭。电池连接降压稳压器的输出用作2个下游同步开关的低压输入。每个下行输出可在1.2 V至3.3 V范围内调节,具有1.5 A的平均电流限制和恒定的2 MHz开关频率。每个开关都有一个独立的使能和复位引脚,提供额外的电源管理灵活性。对于低Iq工作模式,低压开关被禁用,待机轨由低Iq LDO(高达150 mA)供电,典型的Iq为30 uA。 LDO稳压器与高压开关并联,并在切换器强制进入待机模式时激活。所有3个SMPS输出均采用峰值电流模式控制,内部斜率补偿,内部设置软启动,电池欠压锁定,电池过压保护,逐周期电流限制,打嗝模式短路保护和热关断。错误标志可用于诊断。 特性 可用的5.0 V和3.3 V版本 待机模式下的低静态电流 EMI的可编程扩频减少 2个支持微控制器的低压同步降压转换...
    发表于 07-30 04:02 99次 阅读

    NUD4001 LED驱动器 高电流

    稳压器& LED驱动器旨在取代用于在5V,12V或24V低压AC / DC应用中驱动LED的分立解决方案。外部电阻允许电路设计人员为不同的LED阵列设置驱动电流。这种分立式集成技术通过将单个组件组合到一个封装中来消除单个组件,从而显着降低系统成本和电路板空间。该器件是一个小型表面贴装封装SO8。 特性 为不同的输入电压提供恒定的LED电流。 外部电阻允许设计人员设置电流 - 最高500 mA。 AEC-Q101合格且PPAP能力 适用于汽车和其他需要独特应用的NSV前缀场地和控制变更要求 应用 汽车:尾灯,定向灯,倒车灯和圆顶灯。 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 343次 阅读
    NUD4001 LED驱动器 高电流

    NCV8537 LDO稳压器 500 mA 低压差

    7是一款高性能低压差线性稳压器。该器件基于流行的NCV8535,保留了其前代产品的所有最佳功能,包括高精度,出色的稳定性,低噪声性能和反向偏置保护,但现在包含一个电源良好输出信号,可以监控电源系统。 NCV8537完全符合AECQ100和PPAP标准。该器件的工作温度范围为-40℃至125℃,可提供固定或可调输出,采用10引脚3x3 mm DFN封装。 特性 优势 线路和负载高精度输出差异 多种应用的多功能解决方案 工作温度范围:-40C至125C 适用于汽车应用 低噪声(33 Vrms w / 10 nF Cnr和52 Vrms w / out Cnr) 非常受音频和娱乐系统欢迎 电源良好输出可用 自我监控调节器在哪里指定限制。 M最大电压输入16V,输入工作电压范围2.9 V至12 V. 性能稳定 符合AECQ100和PPAP 适用于汽车应用 应用 终端产品 网络系统,DSL /电缆调制解调器 汽车应用音频系统 导航系统 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 远程信息处理 导航系统 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 209次 阅读

    NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

    8C器件是一款精密微功率稳压器。它具有5.0 V的固定输出电压,可在±2%范围内调节。它适用于所有汽车环境,并包含控制微处理器所需的所有功能。该器件具有低压差和低静态电流。它包括看门狗定时器,可调复位,唤醒和使能功能。该器件还包括安全功能,如热关断和短路保护。它能够处理高达45 V的瞬变。 特性 输出电压选项:5.0 V 输出电压精度:±2% 输出电流高达250 mA 低压差 70μA的低静态电流 低睡眠模式电流小于1.0μA 微功率兼容控制功能: - ENABLE - 看门狗 - 重置 - 唤醒 保护功能: - 热关断 - 电流限制 AEC-Q100 1级合格且PPAP能力 应用 终端产品 车身和底盘 仪器和集群 发动机控制单元 汽车 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 168次 阅读
    NCV8518C LDO稳压器 200 mA 看门狗唤醒 复位和使能

    NCP3030 同步PWM控制器

    0是一款PWM器件,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.6 V的输出电压.NCP3030提供集成栅极驱动器和内部设置的1.2 MHz(NCP3030A)或2.4 MHz( NCP3030B)振荡器。 NCP3030还具有外部补偿跨导误差放大器,内置固定软启动。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压保护,输出欠压保护和输入欠压锁定。 NCP3030目前采用SOIC-8封装。 特性 优势 输入电压4.7 V至28 V 从不同输入电压源调节的能力 0.8 V +/- 1.5%参考电压 能够实现低输出电压 1200 kHz操作(NCP3020B - 2400 kHz) 高频操作允许使用小尺寸电感器和电容器 > 1A驱动能力 能够驱动低Rdson高效MOSFET 电流限制和短路保护 高级保护功能 输出过压和欠压检测 高级保护功能 具有外部补偿的跨导放大器 能够利用所有陶瓷输入和输出电容器 集成升压二极管 减少支持组件数量和成本 受管制的软启动 已结束软启动期间的环路调节可防止任何尖峰或下垂 AEC-Q100和PPAP兼容(NCV3030) 适用于汽车应用 应用 终端产品 ...
    发表于 07-29 17:02 384次 阅读
    NCP3030 同步PWM控制器

    NCP3011 同步PWM控制器

    1是一款同步降压控制器,设计用于宽输入范围,能够产生低至0.8 V的输出电压.NCP3011提供1.0 A栅极驱动器和内部设置的400 kHz振荡器。 NCP3011具有外部补偿跨导误差放大器,内置固定软启动。 NCP3011将输出电压监控与PowerGood引脚相结合,以指示系统处于稳压状态。双功能SYNC引脚使器件与更高频率(从模式)同步,或输出180°异相时钟信号以驱动另一个NCP3011(主模式)。保护功能包括无损耗电流限制和短路保护,输出过压和欠压保护以及输入欠压锁定。 NCP3011采用14引脚TSSOP封装。 特性 优势 输入电压范围为4.7 V至28 V 能够运行各种输入电压 400 kHz运行 效率高,体积小 0.8 V +/- 1%参考电压 准确的系统调节 缓冲外部+1.25 V参考 附加1 mA输出 电流限制和短路保护 系统级保护 PowerGood输出引脚 电源排序功能 启用/禁用引脚 电源排序功能 输入和输出电压保护 增强系统级保护 外部同步 能够同步到更高频率或180°异相 符合AEC-Q100和PPAP(NCV3011) 适用于汽车应用 应用 终端产...
    发表于 07-29 16:02 323次 阅读
    NCP3011 同步PWM控制器