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電動車48V電源系統的選擇，寬壓輸入DC/DC轉換器

文章來源：永阜康科技更新時間：2022/3/28 10:42:00

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在汽車領域，隨著48V輕混系統的提出和電動汽車的普及率上升，DC/DC轉換器已成為汽車電力系統中不可或缺的一部分。在電動汽車中，DC/DC轉換器可作為動力電池與電動機系統的橋梁，將動力電池電壓轉換為電動機所需的電壓，為車輛提供動力。同時，通過DC/DC轉換器還能將電池輸出調整為各類應用所需的電壓，為車輛的低壓電氣設備供電。

ROHM可應用于48V電源系統的DC/DC轉換器

48V輕混系統被提出來后，受到很多車企的認可，在奧迪SQ7、保時捷卡宴、賓利飛馳等車型中均有使用。48V輕混系統的導入能夠為車輛提供更高的功率、動力和節省系統能耗。相對于12V系統而言，48V輕混系統在相同功率下工作電流只有12V系統的1/4，損耗只有1/16，還有助于縮小發動機體積、降低碳排放。

隨著節能意識的提高以及12V電源系統向48V的轉變，ROHM基于自身在電源領域的技術優勢，推出了可應用于48V電源系統的DC/DC轉換器BD51180 TL用以提升車輛電力系統的轉換效率。

BD51180 TL內置了一顆耐壓等級為80V的MOSFET，可輕松應對汽車啟動時瞬態響應電壓過高的問題。同時該轉換器采用了獨有的脈沖控制技術，開關響應操作可在20ns內完成，固定開關頻率為2MHz，進而規避了頻率干擾的問題。并且，通過一級轉換即可將48V電池輸出電壓降低至3.3V或5V供車載MCU和其他控制系統使用，極大地簡化了終端應用的開發流程，避免了因二次轉換而造成的電能損耗，有助于實現小型化、高效的產品設計。獨有的脈沖控制技術在BD51180 TL中主要起到相位補償的作用，通過窄脈沖寬度來控制電流，實現電流模式控制的相位補償。

BD51180 TL符合車規級AEC-Q100的應用標準，器件內部還集成了電流保護、溫度保護、負載短路保護等一系列保護功能，產品規格為4*4*1mm，與性能相似的產品相比體積降低了54%。

TI支持6V至120V寬壓輸入的DC/DC轉換器

LM5169-Q1是由TI推出的一款滿足車規級產品嚴苛要求的DC/DC轉換器，能夠在6V至120V的寬電壓動態范圍內進行調節。較寬的輸入電壓動態范圍，能夠在一定程度上減少抑制浪涌電壓電路的設計，進而降低了產品設計的復雜難度。

圖源：TI

LM5169-Q1的最小可控導通時間為50ns，可調開關頻率為1MHz，極短的開關導通時間有利于提高DC/DC降壓轉換器的降壓轉換比，提升48V電源系統降壓時的轉換效率。同時，轉換器還集成了恒定導通時間控制功能，為系統提供穩定的開關頻率，以及出色的負載和線路瞬態響應。

在控制方面，該轉換器主要通過FPWM模式和自動模式實現控制。在FPWM模式下，支持fly-buck功能，FPWM模式能夠確保在整個負載范圍內強制CCM運行。在自動模式下，可實現超低Iq和二極管仿真模式操作，以實現更高的輕負載效率。

轉換器內部集成了一個具有高側和低側輸出通道的MOSFET，輸出電流最高可達0.65A，同時還集成了1.9Ω NFET降壓開關、0.71Ω NFET同步整流器、VCC偏置穩壓器和自舉二極管，通過高度集成的方式不僅實現了方案設計的小型化，還降低了電路的BOM成本。

在產品可靠性方面，LM5169-Q1通過了AEC-Q100標準的認證，能夠在－40℃至125℃之間保證元器件工作性能的穩定性，符合汽車使用環境的溫度需求，為進一步提升該轉換器的可靠性，TI為其集成了峰值/谷值限流保護、輸入UVLO和熱關斷保護，避免因為該轉換器的故障而對外圍電路造成不可逆的損壞，導致維修成本的增加。

結語

在汽車電氣化的驅使下，DC/DC轉換器已成為電動汽車的核心零部件，是高壓與低壓應用之間連接的“橋梁”，電動汽車很多功能的實現都需要DC/DC轉換器協助完成。如今電動汽車的普及率快速增長，電動汽車DC/DC轉換器將會蘊藏著很高的市場價值。

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