提供计算解决宽输入电压解决方案

电子设计 2018-07-06 09:45 次阅读

在设计电源时,设计人员面临的挑战之一是如何处理瞬态电压。保护电路不受高于集成电路(IC)额定输入电压(VIN)的电压峰值破坏非常重要。在处理瞬态电压时,设计人员可以选择在系统前端使用输入电压范围较宽的DC/DC转换器保护所有瞬态电压,或者使用输入电压较低的DC/DC转换器再加上钳位电路来提供瞬态电压保护。

乍一看,选择第一种解决方案,额定输入电压为36V或60V、VIN范围较宽的DC/DC转换器会更贵,因为1ku的价格比额定输入电压更低的转换器要高。但是,低输入电压转换器瞬态电压保护所需的电压钳位电路会增加10至12个外部元件,会增加材料清单(BOM)数和成本以及解决方案的尺寸。本文将对比SIMPLE SWITCHER® LM43603 36 VIN、3A降压转换器解决方案与17 VIN、3A转换器加吸收浪涌电压的钳位电路解决方案的尺寸和成本。

图1中的电路图为一种解决方案的例子,用于在集成电路的额定电压低于最高输入电压峰值时钳位输入电压。这一解决方案使用LMV431并联稳压器和PNP晶体管作为控制电路。该P通道场效应晶体管(PFET)在VIN发生浪涌时会携带通过电流和增大的电压降,增大功耗,保护DC/DC转换器。可以在应用注释《汽车负载突降中的过压保护电路》中找到关于此技术的更多细节。

如图1所示,该输入钳位控制电路和PFET为解决方案增加了13个外部元件。如图2所示,根据1000数量的网上公布价格,这13个外部元件增加的成本为1.19美元。采用1000数量的价格0.96美元和电感、电容与电阻等外部元件的成本,17VIN 3A转换器解决方案的成本约为1.62美元。这样一来,使用17VIN降压转换器加上钳位电路的总成本约为1.62+1.19=2.81美元。另外,控制电路与PFET将低VIN解决方案的尺寸增加了约210 mm2。17VIN, 3A转换器约为100 mm2,整个解决方案的尺寸为100+250=350 mm2。

 

图2:控制电路成本明细

另一个选择是使用像SIMPLE SWITCHER® LM43603 36 VIN、3A 同步降压转换器这样输入电压范围较大的DC/DC转换器覆盖最大VIN峰值。采用LM43603等宽VIN器件的情况下,设计人员无需使用钳位电路,可以节省时间、成本和主板空间。根据公布的1000单位的价格1.85美元和电感、电阻与电容等外部元件的成本,LM43603解决方案的总成本约为2.51美元。这意味着使用宽VIN LM43063可以节省0.3美元,或约12%:2.51美元VS 2.81美元。解决方案的尺寸是另一项优势。Lm43603解决方案的总体尺寸约为250解决方案的总体尺寸约为250 mm2,比前一种解决方案小24%或60mm2。

LM43603等宽VIN解决方案的另一优势是可靠性高。正如我在此前的文章中提到的, 增加外部元件会增大系统的风险。最可靠的解决方案是采用外部元件最少的最简单的解决方案,因为这样降低了元件发生故障的风险。尤其是在一些汽车和工业应用中,增加可靠性非常重要。另外,设计其它钳位控制电路会为设计周期增加很大的工作量。使用控制电路和PFET意味着必须再选择12个外部元件,进行更多的测试和模拟,保证元件正常工作。可以通过宽VIN范围的稳压器实现更低的系统成本和更高的可靠性,为什么还要如此大费周章呢?

当然,由于厂商和供应商的数量和合同以及设计布局的不同,价格和解决方案尺寸可能有较大差异。采用宽VIN解决方案节省的尺寸和成本百分比也会随之变化。但是,我希望本文的分析展示了,尽管1000单位的预付价格更高,LM43603等宽VIN解决方案在处理输入电压瞬态过压问题时,能够节省解决方案成本、主板空间和设计时间。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

如何使用命令行工具对PSoC3 CY8C3866LTI-068进行编程?

亲爱的社区, 我的客户正在尝试通过命令行工具编程集成电路。 使用GUI,它功能完善,可以编程。 使用的硬件是MIXPRO...

发表于 09-21 15:38 18次 阅读
如何使用命令行工具对PSoC3 CY8C3866LTI-068进行编程?

50mA/200mA线圈一体型DC/DC转换器

工作电压范围在2.0V~6.0V之间。内部设定输出电压,在1.0V~4.0V (Type A/B/C....

的头像 Torex产品资讯 发表于 09-21 15:06 157次 阅读
50mA/200mA线圈一体型DC/DC转换器

中国集成电路发展带来了大的机遇,但是挑战也是前所未有

赵伟国表示,挑战再大也得发展,要想解决卡脖子的问题,就必须要先解决发展。“去年集成电路的产值约为41....

的头像 电子发烧友网 发表于 09-21 10:21 244次 阅读
中国集成电路发展带来了大的机遇,但是挑战也是前所未有

模拟板上的微封装芯片

作者: TI 专家 Bruce Trump 翻译: TI信号链工程师 David Zhao (赵大伟) 你注意到了没有?新一代的运算放大器和其它的...

发表于 09-21 09:57 67次 阅读
模拟板上的微封装芯片

设计一款适用RS-485的2-4线转换器

多点数据通信网络,例如:Profibus、Modbus 和 BACnet 等通常均要求具备 RS-485 双线、半双工总线系统与四线、全双工总线...

发表于 09-21 09:56 74次 阅读
设计一款适用RS-485的2-4线转换器

用于Vcore的48V至1V/40A单级转换器包括BOM及层图

描述             The PMP4497 is a GaN-based reference design solution f...

发表于 09-21 09:14 77次 阅读
用于Vcore的48V至1V/40A单级转换器包括BOM及层图

具有瞬态保护功能的汽车前端电源设计包括BOM及层图

描述             TIDA-01179 参考设计是汽车前端电源,可为 12V 的车载电池提...

发表于 09-21 09:05 137次 阅读
具有瞬态保护功能的汽车前端电源设计包括BOM及层图

高效率5V至3.3V 1.2A DC-DC转换器包括BOM及层图

描述             The PMP4494 is a 5V to 3.3V 1.2A DC-DC converter ...

发表于 09-21 08:56 98次 阅读
高效率5V至3.3V 1.2A DC-DC转换器包括BOM及层图

紫光展锐在手机芯片和物联网领域的发展

紫光希望通过自己的努力,实现中国的芯片梦,摆脱中国制造对外国芯片的依赖。据统计,中国每年进口的芯片金....

的头像 柏颖漫谈 发表于 09-21 08:48 411次 阅读
紫光展锐在手机芯片和物联网领域的发展

USB Type-C PD DFP 5V/12V 3A输出反激式转换器包括BOM及层图

描述             The PMP4489 reference design is a dedicated USB-C P...

发表于 09-21 08:44 87次 阅读
USB Type-C PD DFP 5V/12V 3A输出反激式转换器包括BOM及层图

芯片国产化步伐加速,投资趋热项目“遍地开花”

近年来国内集成电路产业投资一片火热,各地争相引进上马半导体建设项目,由此造成一哄而上、同质化竞争等现....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-21 08:38 221次 阅读
芯片国产化步伐加速,投资趋热项目“遍地开花”

PCB上的DC-DC转换器封装的散热方式介绍

要在高功耗负载点(POL)调节器周围成功实现散热管理,就需要选择正确的调节器。今天我们就来说说如何通....

的头像 电子设计 发表于 09-21 08:31 119次 阅读
PCB上的DC-DC转换器封装的散热方式介绍

混合型转换器利于降低EMI和MOSFET应力的软开关特性

然而,在许多新型应用中,比如48 V直接转换应用,IBC中没有必要进行隔离,因为上游48 V或54 ....

的头像 电子设计 发表于 09-21 08:10 145次 阅读
混合型转换器利于降低EMI和MOSFET应力的软开关特性

“共振”你会想到什么

作者: TI电池管理解决方案产品部高级应用工程师 UpalSengupta 在我还不能准确定义“共振”这一概念的时候,我就对这个词...

发表于 09-20 16:11 80次 阅读
“共振”你会想到什么

在高效脉冲跳频模式下选择输出滤波电容器

作者:Sungho Beck  德州仪器 脉冲跳频模式 (PSM) 是一种广泛用于提高轻负载效率的方法。我们将以具有 PSM...

发表于 09-20 16:06 86次 阅读
在高效脉冲跳频模式下选择输出滤波电容器

中国半导体行业的发展情况如何?中国集成电路行业的优劣势分别是什么?

对此,中国政府正在致力于国家集成电路产业投资基金的筹建工作,该基金将用于为半导体研发提供资助金支持,....

的头像 满天芯 发表于 09-20 15:39 239次 阅读
中国半导体行业的发展情况如何?中国集成电路行业的优劣势分别是什么?

如何使用C8051F410单片机进行流量仪设计与应用的详细资料概述

设计实现了一种基于C8051F410为核心的高稳定性和高性价比气体流量仪。利用C8051F410单片....

发表于 09-20 15:20 11次 阅读
如何使用C8051F410单片机进行流量仪设计与应用的详细资料概述

盘点国产硅晶圆的发展现状

最近两年,随着国内晶圆厂的兴建,终端带动需求的增加,价格的飞涨,吸引了整个产业界对硅晶圆产业的关注。

的头像 芯资本 发表于 09-20 14:57 184次 阅读
盘点国产硅晶圆的发展现状

再有5年,中国集成电路在全世界会有一席之地

“再有5年,中国集成电路基本上能把脚跟站稳了,2028年到2030年左右,中国集成电路在全世界会有一....

的头像 DIGITIMES 发表于 09-20 10:56 305次 阅读
再有5年,中国集成电路在全世界会有一席之地

中国90%以上的芯片设计公司不赚钱,正在低水平层次上恶性竞争

在此前炮轰高通成立瓴盛科技时,赵伟国说,“紫光集团去年营收约600亿元,研发投入200亿元,从研发占....

的头像 中国半导体论坛 发表于 09-20 10:53 391次 阅读
中国90%以上的芯片设计公司不赚钱,正在低水平层次上恶性竞争

未来十年,有望诞生全球芯片制造领域的“代工之王”

如果放眼全球来看,芯片制造主要集中在东亚地区,目前全球具有大规模芯片制造的厂商有:台积电(中国台湾)....

的头像 中国半导体论坛 发表于 09-20 10:49 192次 阅读
未来十年,有望诞生全球芯片制造领域的“代工之王”

第二个5G的到来,给中国集成电路的发展带来了大机遇

在本次论坛上,紫光集团董事长赵伟国表示,这次论坛召开有两个背景,一个是中国这些年集成电路发展比较快,....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-20 10:42 238次 阅读
第二个5G的到来,给中国集成电路的发展带来了大机遇

使用at32uc3a0512和ft2232H制作自己的开发板怎么开始初始化设备

大家好,我是我修电工程的最后一年。目前我正在为我的毕业设计做一个项目。在这个项目中,我尝试设计一种开发板,它与USB到J...

发表于 09-20 09:37 17次 阅读
使用at32uc3a0512和ft2232H制作自己的开发板怎么开始初始化设备

集成电路4类应用表现亮眼 5G和AI是未来更大驱动力

(作者电子发烧友 尹志坚)纵观整个集成电路行业的发展历程,有几种不同的应用,从第一个触动整个集成电路....

的头像 行业观察 发表于 09-19 20:35 347次 阅读
集成电路4类应用表现亮眼 5G和AI是未来更大驱动力

芯片反向设计的流程图整理

什么是芯片反向设计?它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理,实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造....

的头像 芯智讯 发表于 09-19 17:45 250次 阅读
芯片反向设计的流程图整理

小海龟科技·圣极基因高端检测仪器、芯片及试剂项目正式投产

小海龟科技是国内第一家同时从事数字PCR和高通量测序两大前沿基因检测技术与系统研发的公司,实现了基因....

的头像 微流控 发表于 09-19 14:39 423次 阅读
小海龟科技·圣极基因高端检测仪器、芯片及试剂项目正式投产

紫光赵伟国:我国集成电路产业还很脆弱,但 2028 年将三分天下有其一

紫光集团董事长赵伟国出席今日在南京登场的中国芯片发展高峰论坛 China IC Summit中指出,....

的头像 罗欣 发表于 09-19 14:27 587次 阅读
紫光赵伟国:我国集成电路产业还很脆弱,但 2028 年将三分天下有其一

从紫光引才三部曲看中国半导体产业人才观

集成电路产业已过甲子之寿,历久弥新,进入新的时代,又有新的规则。那就是在芯片技术高度成熟,终端应用百....

的头像 芯谋研究 发表于 09-19 11:37 685次 阅读
从紫光引才三部曲看中国半导体产业人才观

高频电子线路教程之正弦波振荡器的

需要外加输入信号的控制,就能自动地将直流电能转换成一定频率和一定幅度的交流电信号的现象,称为自激振荡....

发表于 09-19 11:18 26次 阅读
高频电子线路教程之正弦波振荡器的

深度分析国产硅晶圆的现状

最近两年,随着国内晶圆厂的兴建,终端带动需求的增加,价格的飞涨,吸引了整个产业界对硅晶圆产业的关注。

的头像 半导体行业联盟 发表于 09-19 10:07 335次 阅读
深度分析国产硅晶圆的现状

世界先进持续通过去瓶颈化提升产能,今年总产能可达239.2万片

此外,世界先进因晶圆三厂停电事件,将导致其出货延迟和成本增加,而公司也因此更改了其第三季营运展望,将....

的头像 半导体观察IC 发表于 09-18 16:23 222次 阅读
世界先进持续通过去瓶颈化提升产能,今年总产能可达239.2万片

工信部:加快制定工业互联网平台关键标准

推动汽车产业转型升级,对于北京建设具有全球影响力的科技创新中心意义重大。目前,顺义区正推动传统汽车产....

的头像 智能制造发展联盟 发表于 09-18 15:43 445次 阅读
工信部:加快制定工业互联网平台关键标准

浙江打造国内领先的集成电路强省和国家集成电路产业基地

集成电路小镇位于绍兴高新区,总规划面积约3平方公里,东邻吼山风景区、西接迪荡、北连104国道和杭甬大....

的头像 TechSugar 发表于 09-18 14:37 341次 阅读
浙江打造国内领先的集成电路强省和国家集成电路产业基地

联发科首次展示5G原型机 或2020年量产5G芯片

根据集邦咨询最新调查,第三季正值笔电出货旺季,原先英特尔新平台Whiskey Lake也预计在第三季....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-18 11:22 495次 阅读
联发科首次展示5G原型机 或2020年量产5G芯片

集成电路中的原装、散新和翻新如何区别

  原装货:原厂生产出来的,分进口原装和国产原装。  散新货:散新这个词,主要用在IC芯片的方面,意....

的头像 HOT-ic 发表于 09-18 10:25 293次 阅读
集成电路中的原装、散新和翻新如何区别

航锦科技自研高性能GPU明年或将量产

航锦科技发布公告称,近期,公司控股子公司长沙韶光半导体有限公司(以下简称“长沙韶光”)收到国家知识产....

的头像 半导体投资联盟 发表于 09-18 10:10 291次 阅读
航锦科技自研高性能GPU明年或将量产

到2030年,预计我国集成电路产业人才缺口为20~50万人

从要素来看,我国差在哪?王阳元认为,自国家集成电路产业投资基金成立以来,资本已经日趋活跃,但关键还在....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-17 17:02 2396次 阅读
到2030年,预计我国集成电路产业人才缺口为20~50万人

叶甜春:集成电路产业发展已成成为国家重点战略

华进研发中心:通过多家国内外知名企业及供应商资质审核并建立长期合作关系,包括Intel、微软、ADM....

的头像 嵌入式资讯精选 发表于 09-17 16:37 987次 阅读
叶甜春:集成电路产业发展已成成为国家重点战略

过压保护电路实例分析

瞬态总线电压会严重破坏集成电路。一个集成电路可以处理的最大电压由设计流程决定,尤其是,一些小的CMO....

的头像 张飞实战电子 发表于 09-17 15:54 406次 阅读
过压保护电路实例分析

获取环境光数据调节LCD的光传感器解决方案

亮是如何亮起来的? 明亮度或光的亮度以勒克斯为单位来计算。 直射阳光计为 100,000 勒克斯,而....

的头像 Duke 发表于 09-17 14:34 1020次 阅读
获取环境光数据调节LCD的光传感器解决方案

发展芯片、集成电路产业已经成为“兵家必争之地”

“绍兴集成电路产业发展历史悠久,20世纪80年代,原国家集成电路重点发展的五大支柱企业之一——八七一....

的头像 半导体行业联盟 发表于 09-17 14:28 446次 阅读
发展芯片、集成电路产业已经成为“兵家必争之地”

华大九天已完成2018年新一轮融资,将全面布局EDA及相关业务

2018年9月12日,本土电子设计自动化(EDA)领军企业北京华大九天软件有限公司(华大九天)今日宣....

发表于 09-17 08:20 130次 阅读
华大九天已完成2018年新一轮融资,将全面布局EDA及相关业务

IC的60年发展历程回顾,他的贡献对我们影响深远

今年是集成电路(IC)发明60周年,在这风风雨雨的60个春秋,集成电路的发展对我们的科技有了一个质的....

发表于 09-16 09:53 257次 阅读
IC的60年发展历程回顾,他的贡献对我们影响深远

紫光展锐与中国电信举行了全网通合作仪式,在全网通技术上已取得突破

紫光展锐相关高管表示,考虑到初期5G商用的特殊性,预计运营商将同时运营3G、4G、5G,明年紫光展锐....

的头像 柏颖漫谈 发表于 09-16 09:11 625次 阅读
紫光展锐与中国电信举行了全网通合作仪式,在全网通技术上已取得突破

华天科技拟携手大股东要约收购海外IC封测上市公司

刚公告要在南京投资80亿元建集成电路先进封测产业基地,华天科技又加码国际化,拟携手控股股东华天电子集....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-15 16:34 258次 阅读
华天科技拟携手大股东要约收购海外IC封测上市公司

什么是PCB树脂塞孔?为什么要采用树脂塞孔?

树脂塞孔的工艺流程近年来在PCB产业里面的应用越来越广泛,尤其是在一些层数高,板子厚度较大的产....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-15 10:54 592次 阅读
什么是PCB树脂塞孔?为什么要采用树脂塞孔?

华大九天获大基金投资 国家级资本助力EDA产业

本土电子设计自动化(EDA)领军企业北京华大九天软件有限公司(华大九天)今日宣布,已完成2018年新....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-15 09:13 848次 阅读
华大九天获大基金投资 国家级资本助力EDA产业

一名技术人员的十条精进原则

电子工程师指从事各类电子设备和信息系统研究、教学、产品设计、科技开发、生产和管理等工作的高级工程技术....

的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-15 08:51 587次 阅读
一名技术人员的十条精进原则

紫光展锐宣布加入全网通产业联盟,助力全网通发展

作为紫光集团集成电路产业链中的核心企业,紫光展锐致力于移动通信和物联网领域核心芯片的自主研发及设计,....

的头像 芯智讯 发表于 09-14 17:48 2528次 阅读
紫光展锐宣布加入全网通产业联盟,助力全网通发展

从“芯”出发,重振无锡“国家南方微电子工业基地”的雄风

近日,清华大学魏少军教授在中国(无锡)科技论坛暨2018梁溪大讲堂上表示,无锡是我国集成电路的“黄埔....

的头像 集成电路园地 发表于 09-14 15:57 1579次 阅读
从“芯”出发,重振无锡“国家南方微电子工业基地”的雄风

为LED供电的四种常用拓扑

在通过较高输入电压驱动少量 LED 时,应选用降压转换器。它通常能够以最小的整体封装尺寸实现极高的效....

的头像 华强LED网 发表于 09-14 15:48 490次 阅读
为LED供电的四种常用拓扑

日本集成电路产业的曾经辉煌史

根据ICinsights的数据显示,在1990年,日本IC市场的份额(不包括代工厂)高达49%,远远....

的头像 传感器技术 发表于 09-14 15:00 555次 阅读
日本集成电路产业的曾经辉煌史

2018中国集成电路产业发展研讨会隆重召开

在国家一系列产业政策以及市场等多重因素的持续推动下,我国集成电路产业迎来了前所未有的大好发展机遇。根....

的头像 集成电路园地 发表于 09-14 14:16 1071次 阅读
2018中国集成电路产业发展研讨会隆重召开

向行业无人区拓荒,实现半极性氮化镓材料工业级量产

专家分析认为,就技术路线来说,Micro LED产品的寿命、对比度、反应时间、能耗、可视角度、分辨率....

的头像 芯资本 发表于 09-14 11:43 472次 阅读
向行业无人区拓荒,实现半极性氮化镓材料工业级量产

武汉斥资1280亿造弘芯半导体制造产业园

项目位于该基地,总投资1280亿元。拟建设芯片生产制造基地及配套企业,主要从事12寸晶圆的集成电路制....

的头像 芯资本 发表于 09-14 11:09 1721次 阅读
武汉斥资1280亿造弘芯半导体制造产业园

大基金和华芯投资将一如既往地支持紫光发展,在未来继续深化合作

路军总裁认为:“我们看一个企业,不是它的表面文章,而是它的实际行动,是它落地实施的项目进展状况。紫光....

的头像 西安紫光国芯半导体 发表于 09-13 15:01 688次 阅读
大基金和华芯投资将一如既往地支持紫光发展,在未来继续深化合作

两款低压DC/DC升压转换器应用电路

无论是驱动白色 LED 背光灯,还是向 RF 和模拟电路、笔记本电脑、平板电脑和其他移动设备供电,所....

的头像 Duke 发表于 09-13 11:53 1372次 阅读
两款低压DC/DC升压转换器应用电路

武汉弘芯半导体制造二期项目开工 总投资超千亿元

9月11日,武汉临空港大道西,东流港南,武汉弘芯半导体制造二期项目基地上,全市招商引资项目集中开工。

的头像 半导体动态 发表于 09-13 11:25 684次 阅读
武汉弘芯半导体制造二期项目开工 总投资超千亿元

国内半导体产业的痛点,第三次半导体产业转移机遇

报道称,恒大研究院经济学家连一席指出,大陆的集成电路发展在近年的趋势相当迅猛,第三次产业转移正趋向大....

的头像 电子技术应用ChinaAET 发表于 09-13 10:36 710次 阅读
国内半导体产业的痛点,第三次半导体产业转移机遇

AI在汽车电子中的应用:如何利用深度学习保证汽车安全

在未来的某个时候,人们必定能够相对自如地运用人工智能,安全地驾车出行。这个时刻何时到来我无法预见;但....

的头像 人间烟火123 发表于 09-12 15:17 852次 阅读
AI在汽车电子中的应用:如何利用深度学习保证汽车安全