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克服汽車儀表盤電源設計難題

星星科技指導員 ? 來源:TI ? 作者:TI ? 2023-04-15 10:23 ? 次閱讀

不知你還記不記得,儀表板曾經非常的枯燥乏味?它們通常有5個功能:速度計、轉速表、里程表、油量表和溫度表。

萬一你受不了配偶的嘮叨,最終同意駕車去Winnipeg時,比較時髦的儀表板可以顯示單位為英里/小時和公里/小時的速度值。所有的表盤都是機械的。唯一一個使用圖形化顯示方式的就是油量,看起來好像一把鑰匙從水中伸出來。

在過去幾年中,儀表板開始變得越來越有意思了。如果你還未升級你的81 Scirocco的話,它們可比之前好看多了。

目前的大多數儀表板是數字的,將LCD和LED用作背光光源。事實上,如果你只有一個3.5英寸顯示屏的話,就屬于比較低端的了。目前的發展趨勢是7英寸顯示屏,如果你買得起高端車輛的話,那么12英寸顯示屏也屬于標配。當然,除此之外,通過操縱方向盤上的按鈕,你可以輕松控制顯示屏。你可以在儀表盤上查看與車輛相關的全部信息,比如說正在收聽的歌曲(包括專輯封面),車輛診斷信息,以及周圍環境的3D顯示。

所有這些增強功能都需要更多的處理能力。對于低端和中級車內的儀表盤來說,不使用電池的轉換器的最佳功率平衡點在15W的范圍內 (5VOUT x 3A)。具有超大屏幕的高端儀表板的功率會超過25W。

在輸入電壓和輸出電流等基本技術規格之外,數據表中下一個最重要的技術規格有可能就是靜態電流 (IQ)。實際上,其中涉及兩個數字。關斷靜態電流是穩壓器IC被一個啟用或關斷引腳完全禁用時的電流值。另一方面,待機靜態電流是器件被啟用,但是沒有負載時的電流。

隨著汽車內不斷增加的電氣化水平,越來越多的電子元器件被接至12V電池。其中的一些電子元器件永遠都不會被禁用。你可以想一想你的密鑰卡。在這個信號的另一端是被稱為被動進入啟動系統 (PEPS) 的系統電路。PEPS系統必須始終處于“接通”狀態,時刻等待著來自密鑰卡的信號。(否則的話,你也許就必須使用鑰匙鏈上的鑰匙了,而這是我們不希望看到的。)無論怎樣,由于PEPS系統始終處于接通狀態,它一直會從電池中汲取待機靜態電流。

在儀表盤中,有幾個電路會始終接通,這一點與PEPS系統中的情況是一樣的。比如說實時時鐘CAN/LIN收發器微控制器。對于整個儀表盤來說,在待機狀態下所允許的總體流耗典型值大約為100μA,在處理器流耗輕松達到50μA的情況下,實現這一點并不容易。

有幾個不同的方法和途徑可以解決這個難題,盡可能地降低儀表板內的電源靜態電流。由于直到目前低靜態電流開關穩壓器的數量還不是很多,大多數常見方法就是使用一個與開關并聯的低靜態電流LDO。開關將被禁用,而LDO可用于喚醒下游電路,與此同時,從電池中汲取更少的電流。

目前來看,有諸如LM43603-Q1的器件,其待機靜態電流為27μA,這樣的話,你就可以不使用LDO了。這樣就大大減少了BOM成本。此外,需要牢記的一點是,這個值為27μA的電流值是對于同步器件來說的—非同步器件數據表將提供只針對IC的待機靜態電流,其中不包括二極管。二極管內的電流泄露值在高溫情況下會高達1mA,而這會大大超出你的預期值。

在這些情況下,你需要消除任何可能的毫安級流耗,以符合那些特別有想法的靜態電流預算,而全新的LM53603-Q1甚至可以更好地滿足這一要求。你還可以看一看數據表,其中的值為23μA,你也許會覺得差別也不是很大嘛。不過,LM53603-Q1的輸出電壓是固定的,因此,無需反饋電阻器。反饋電阻器內的電流泄露會很容易在你的系統中增加3-5μA的流耗。

除了消除系統中隱藏的靜態電流源,這些同步器件的功率也在上面提到的15W最佳功率平衡點范圍內。

審核編輯:郭婷

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