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電動(dòng)車48V電源系統(tǒng)的選擇，寬壓輸入DC/DC轉(zhuǎn)換器

文章來(lái)源：永阜康科技更新時(shí)間：2022/3/9 16:23:00

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在汽車領(lǐng)域，隨著48V輕混系統(tǒng)的提出和電動(dòng)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(dòng)汽車中，DC/DC轉(zhuǎn)換器可作為動(dòng)力電池與電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的橋梁，將動(dòng)力電池電壓轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)所需的電壓，為車輛提供動(dòng)力。同時(shí)，通過(guò)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(lái)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(dòng)力和節(jié)省系統(tǒng)能耗。相對(duì)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(dòng)機(jī)體積、降低碳排放。

隨著節(jié)能意識(shí)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(shì)，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(jí)為80V的MOSFET，可輕松應(yīng)對(duì)汽車啟動(dòng)時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)電壓過(guò)高的問(wèn)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(wèn)題。并且，通過(guò)一級(jí)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(jiǎn)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)淖饔茫ㄟ^(guò)窄脈沖寬度來(lái)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(jí)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(jí)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(dòng)態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。較寬的輸入電壓動(dòng)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(guò)FPWM模式和自動(dòng)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(dòng)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(guò)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(guò)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UVLO和熱關(guān)斷保護(hù)，避免因?yàn)樵撧D(zhuǎn)換器的故障而對(duì)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(yǔ)

在汽車電氣化的驅(qū)使下，DC/DC轉(zhuǎn)換器已成為電動(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車的普及率快速增長(zhǎng)，電動(dòng)汽車DC/DC轉(zhuǎn)換器將會(huì)蘊(yùn)藏著很高的市場(chǎng)價(jià)值。

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產(chǎn)品型號(hào)	功能介紹	兼容型號(hào)	封裝形式	工作電壓	備注
HT7886	HT7886是一款高壓降壓開關(guān)穩(wěn)壓器，可向負(fù)載提供高達(dá)2A的連續(xù)電流。它集成了高壓的高端功率MOSFET，電流限制通常為3.5A。其極寬的5V至100V輸入電壓范圍能適應(yīng)各種降壓應(yīng)用，使其成為汽車、工業(yè)和照明應(yīng)用的理想選擇。	MP9486	ESOP-8	5V–100V	100V輸入，3.5A開關(guān)限流降壓變換器