– 繼車載與二次電源及其概述之后,請介紹一下BD9S系列的特點。
簡單地說就是:高效、小巧、外置元器件少、設計簡單。當然也支持車載應用。僅此表述的話,僅僅是司空見慣的老生常談,因此請允許我進一步說明。
首先來談一談外置元器件減少到驚人的程度這一點。通過在IC中內置電壓設置電阻、功率晶體管及相位補償電路,使外置元器件僅需3個即可。所需要的僅為輸入電容器、電感、輸出電容器。而且,因2.25MHz的高速開關,使輸入輸出電容器可使用10μF~47μF的小容值小型電容器。
電感也僅1.5μH,非常小巧。談及“小巧”的特點,IC的封裝也非常小,采用了與以往產品相比體積減小約80%的HTSOP-J8封裝。
尺寸為6.0mm×4.9mm,最大高度1.0mm。加上外置元器件后的安裝面積約為225mm2。例如,15mm×15mm的面積足矣。
– 確實很小巧,如果有什么對比案例,可能會更容易理解。
與以往同等的DC/DC轉換器相比,外置元器件從需要15個到僅需3個,從元器件數量如此顯著減少這點看就可以很容易理解。安裝面積從需要400mm2左右減少至僅需約一半左右。
比起這些,下面這些對比結果更具驚人之處。實際上,LDO即低損耗的線性穩壓器仍然作為二次電源被廣為使用。
普通的LDO,其外置元器件有2個,即輸入輸出電容器,標準的安裝面積為225mm2左右。我想您已經注意到了,BD9S系列的安裝面積幾乎與LDO相同。替換LDO時,僅增加一個電感即可,安裝面積不變。
另一重要之處是,該尺寸LDO的輸出電流充其量僅為1A,這是因為存在發熱問題。而BD9S系列的效率更高,因此相同尺寸的可供應達3A的輸出電流。
– 那么預期效率有多少呢?
首先,BD9S系列采用同步整流方式的DC/DC轉換。我想現在已經無需再說明了,這是在一般情況下可選擇的DC/DC轉換方式中效率最高的方式。
下面使用圖表來說明BD9S系列的實際效率。這是1.5V/3A輸出的BD90535EFJ-C相對負載電流的效率,條件分Light Load MODE(輕負載模式)和PWM MODE(PWM恒定模式)、輸入電壓3.3V和5V不同的條件。
從圖中可以直觀地看出,該條件下的最大效率在Light Load MODE時為93%左右,PWM MODE時為88%左右,其負載電流均為450mA左右。如果以LDO的效率為例,則在1.5V輸出時,5V輸入時的效率為30%、3.3V輸入時的效率為45%。
– Light Load MODE與PWM MODE在輕負載時的效率差異相當大是嗎?
控制方法不同,目的也不同。Light Load MODE在負載電流大幅變動,例如滿負載與待機狀態時,在整個范圍內提供最高效率。但是,也因此,在輕負載時進行間歇開關工作。
– 能否具體介紹一下?
負載變大時,以固定頻率的PWM工作;負載減輕時,切換為間歇工作。
不需要太大的負載電流時,時歇時作,進行僅供應所需功率的工作。這在低負載時也能保持高效率,特別是在待機時間長的應用中效果明顯。
然而,低負載時,開關頻率隨機,產生的開關噪聲的頻率也不固定,在對噪聲敏感的應用中,是給S/N帶來不利影響的重要原因之一。
– 是不是PWM固定工作的存在就是與此有關?
的確如此。選擇PWM固定工作時,即使負載減輕時,也不進行間歇工作,即不休息而以相同的間隔持續工作。因此,輕負載時可以休息卻繼續工作,因此效率會變差,但產生的開關噪聲頻率相同,噪聲處理比較容易。
換句話說,當應用要求高效率時就采用Light Load MODE,降噪更重要時,哪怕多少要犧牲些效率也采用PWM MODE。
– 這樣,我們知道了BD9S系列具有安裝面積與LDO幾乎相同,元器件數量也僅增加一個電感,而且效率也明顯提高,因此可供應更大功率的優點。
可是,據說開關穩壓器的設計會很麻煩是嗎?
確實以往的開關穩壓器,因外置元器件多,常量計算等設計稍微麻煩一些,這是事實。
但是,BD9S系列的元器件僅需3個。而且我們還提供推薦元器件與PCB板布局,因此簡單地說只要按照我們的推薦去做即可。真的與LDO相同的感覺即可完成設計,設計非常簡單。
– 還有其他關鍵要點嗎?
還需補充一點,就是與車載相關的信息。提到車載,我們已經就車載級產品符合AEC-Q100標準、工作溫度、管理體制以及二次電源的有效性進行了相關說明,在此從可靠性的角度進行補充。
設備的可靠性需要綜合考慮元器件的故障率和MTBF。簡言之,如果元器件的可靠性相同,則元器件數量越少,可靠性越高。前面已經舉例說明安裝面積、成本、設計的簡單程度等,需要補充的是,對于汽車這類非常重視可靠性的應用來說,提高性能的同時減少元器件數量,有助于提高可靠性。
審核編輯:湯梓紅
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