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高频汽车电源设计
[发布时间]:2011年1月20日 [来源]:EDN China [点击率]:6755
【导读】: 概述 对于电源系统设计人员来说,电路密度的提高既是挑战也是机会。多数汽车电子模块要求低压供电,如5V、3.3V。如果通过线性降压方案将电池电压转换成所需电压,会消耗过多的能量。过多的功率耗散...

图5a. 输入限幅电路(保护电路)采用了一个p沟道MOSFET。

    另一方案是使用NPN晶体管,NPN管的基极电压嵌位在VZ3, 将发射极电压调整在(VZ3 - VBE)。这个方案成本较低,但VBE压降产生一定的损耗:PLOSS = IIN x VBE。另外,VBE压降也增加对电池最小工作电压的要求,尤其是在冷启动情况(图5b)。第三个方案是使用n沟道MOSFET,n沟道MOSFET的选择范围较广,而且便宜,可以作为隔离元件使用。其栅极驱动比较复杂,要求VG高于源极电压。

图5b. 输入限幅电路(保护电路)采用了一个NPN晶体管。

图5c. 输入限幅电路(保护电路)采用了一个n沟道MOSFET。

图 6. MAX5073 2MHz buck转换器配合MAX6398保护开关的典型电路,该设计具有高性能以及较高的抗干扰能力。

    图5c给出了一个使用n沟道MOSFET开关的隔离电路,甩负载情况下,当VBAT电压超过设置门限时,MOSFET完全关闭。随后,只要VBAT电压高于设置门限,MOSFET将一直保持关闭状态。过压保护控制器MAX6398可以汽车过压(如甩负载或双电池供电)时,控制n沟道MOSFET,保护高性能电源,图6给出了方案的原理框图。图7至图9给出了实验室和实际工作环境下的噪声抑制测试结果,所采用的是n沟道MOSFET瞬态保护电路。

图7. MAX5073双buck转换器的输入纹波、开关波形测试结果,转换器分别工作在2.2MHz开关频率,输入电容纹波的的频率为4.4MHz(CH1=第2路时钟源;CH=第1路时钟源;CH3=输入电容纹波;CH4=时钟输出)。

图8A和8B. 脉冲(80V,120ms,OEM#5)作用在保护器的输入, MAX5073连接在保护器的输出,监测转换器的第1路和第2路输出。

    图8中波形为图6所示保护器输出和两路转换器输出的响应特性,时间刻度分别为1s/cm (A)和1ms/cm (B)。(CH1 = VBAT; CH2 = VPROT; CH3 = 第1路输出; CH4 = 第2路输出)。

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