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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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