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低消耗电流和高稳定性车电升降压电源晶片组
 

【作者: ROHM】2018年12月03日 星期一

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Quick Buck Booster先进技术有助於提升配备怠速启停功能车辆系统之稳定性


近年来,对环保性能要求越来越高的汽车领域,配备停车时停止引擎和马达的怠速启停系统的车辆日益增加。作为解决怠速启停时的电池电压下降引起的功能缺失、怠速启停後的电池电量波动(启动)引起的误动作的对策,车辆的车电电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)需要升降压电源。然而,传统的升降压电源IC在消耗电流和响应性能方面仍存在课题,需尽速解决这些课题以进一步促成怠速启停功能的普及。



图1
图1

图2
图2

ROHM针对配备怠速启停系统的车辆仪表盘面板和闸道器等需要「升降压」电源的ECU,研发出具有优异低消耗电流和稳定性能(暂态响应特性,以下简称响应性能)的升降压电源晶片组。



图3
图3

利用类比设计技术和电源系统制程技术的优势,研发出高速脉冲控制技术「Nano Pulse Control」,并以搭载该技术的产品带领车电电源市场的进一步发展。此次,又利用解决怠速启停课题的升降压控制技术「Quick Buck Booster」,研发出汇集ROHM车电电源技术精髓的升降压电源晶片组。


该晶片组由具备升压功能的降压DC/DC转换器BD8P250MUF-C和升压专用ICBD90302NUF-C所组成。核心器件BD8P250MUF-C中采用了新概念升降压控制技术「Quick Buck Booster」,仅需在後端追加BD90302NUF-C,就可以在无损降压电源的性能优势下成功构建升降压电源。


作为升降压电源,实现了优异的无负载时消耗电流8μA,并以44μF输出电容容量实现输出电压波动仅+/-100mV的稳定工作(消耗电流比普通产品低70%,输出电容容量减少50%),因此非常有助於配备怠速启停功能的车辆,在短时间内输入电压发生显着下降的应用可以持续稳定工作并进一步节能。


另外,利用「Quick Buck Booster」的效果,还实现了传统产品无法实现的升降压电源和降压电源的电源PCB板、周边零件、杂讯对策的通用设计,因此与升降压电源和降压电源分别设计的情况相比,电源PCB板相关的研发周期可缩减50%。


产品特色

实现升降压电源业界最优异的低消耗电流和响应性能

组成晶片组的降压型DC/DC转换器BD8P250MUF-C,融入了利用ROHM类比设计技术优势研发而成的升降压控制技术「Quick Buck Booster」,可在不损害降压电源在性能方面优於升降压电源的特性优势情况下,轻松切换为升降压电源。


因此,即使作为升降压晶片组,也可实现无负载时消耗电流仅8μA、以44μF输出电容容量实现输出电压波动仅±100mV的稳定工作,作为优异的升降压电源(消耗电流比普通产品低70%,输出电容容量减少50%),非常有助於应用装置的稳定工作与节能化,以及电容的小型化与低成本化。



图4
图4

图5
图5

首创在同一电路板上轻松切换升降压和降压功能

该晶片组融入了Quick Buck Booster技术,从而可实现传统无法实现的升降压电源和降压电源的电源电路板、周边零件、杂讯对策的通用设计。


因此,从降压电源变身为升降压电源仅需增加1颗升压专用IC即可轻松实现,与升降压电源和降压电源分别设计的情况相比,研发周期可缩减50%。



图6
图6

低杂讯性能和不干扰AM广播频段的特点有助於稳定工作

BD8P250MUF-C内建扩频功能,以满足抗杂讯干扰(Electromagnetic Interference, EMI)方面不断增加的市场需求。实现了低EMI,满足汽车领域杂讯国际标准CISPR25。


同时,采用ROHM独有的超高速脉冲控制技术Nano Pulse Control,始终在不干扰AM广播频段(1.84MHz Max.)的2.2MHz频率下工作,对於最大36V的高电压输入,还实现了驱动ECU的5V稳定输出。



图7
图7

此外,也能同时实现车电ECU电源所需的「低杂讯干扰性能」和「高电压输入、低电压输出,不干扰AM广播频段」,有助於对杂讯性能要求高的车电系统稳定工作。


该晶片组已於2018年9月开始出售样品,预计於2019年1月份开始以月产10万个的规模投入量产。


[科技小百科]

Quick Buck Booster


Quick Buck Booster是指利用ROHM的类比设计技术优势实现的升降压控制技术。利用该技术,无损降压型DC/DC转换器在性能方面优於升降压电源的特性优势,即可轻松切换为升降压型DC/DC转换器。在升降压电源中,实现与降压电源同等的特性、加上周边零件的小型化和研发周期的缩减,对於配备了怠速启停功能车辆的ECU,在短时间内若电压发生显着下降时,有助於其继续稳定运作,并达成系统最隹化。


DC/DC转换器、降压、升压、升降压


DC/DC转换器是电源IC的一种,具有将直流(DC)电压转换为直流电压的功能。主要有用来降低电压的降压型和用来提升电压的升压型两种类型。


「升降压」可根据输入电压在升压和降压之间开关,但由於电路变得很冗长,因此在响应能性和消耗电流方面存在着课题。


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