ZHCA472B January 2009 – September 2024 LM22670 , LM22670-Q1 , LM22671 , LM22671-Q1 , LM22672 , LM22672-Q1 , LM22673 , LM22673-Q1 , LM22674 , LM22674-Q1 , LM22675 , LM22675-Q1 , LM22676 , LM22676-Q1 , LM22677 , LM22678 , LM22679 , LM22680 , LMR16006
摘要
電源管理應(yīng)用通常位于汽車(chē)電子系統(tǒng)的前端，因此在負(fù)載突降和冷啟動(dòng)條件下可能受到寬輸入工作電壓極限值的影響。謹(jǐn)慎選擇電源管理電子器件可以為汽車(chē)電子系統(tǒng)提供額外的裕度和保護(hù)。最簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案是采用電源管理開(kāi)關(guān)模式電源，例如 LM2267x/80 系列 SIMPLE SWITCHER? 穩(wěn)壓器，它集成了功率 MOSFET 并保持較寬的穩(wěn)態(tài)輸入電壓范圍。
負(fù)載突降
當(dāng)汽車(chē)蓄電池在發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)工作期間斷開(kāi)時(shí)，就會(huì)發(fā)生負(fù)載突降。此時(shí)產(chǎn)生的電壓瞬變可能高達(dá) 120V，持續(xù)時(shí)間為 400ms。如此巨大的電壓瞬變給設(shè)計(jì)電源管理系統(tǒng)的工程師帶來(lái)了挑戰(zhàn)。僅僅為了適應(yīng)負(fù)載突降線路瞬變而設(shè)計(jì)工作電壓高達(dá) 120V 的電源方案并不經(jīng)濟(jì)實(shí)用?，F(xiàn)代汽車(chē)通常具有集中式負(fù)載突降保護(hù)方案，可將負(fù)載突降情況下的電壓限制到較低水平。瞬態(tài)電壓抑制二極管 (TVS) 等二極管分流器件可用于鉗制源輸入端的最大電壓。如 AN-1533 汽車(chē)負(fù)載突降的過(guò)壓保護(hù)電路 (SNVA190) 所述，其他涉及高側(cè) MOSFET 的保護(hù)電路也可用于在負(fù)載突降情況下保護(hù)應(yīng)用。但是，即使使用了這些瞬態(tài)保護(hù)器件，所選的電源管理 IC 也必須提供額外的保護(hù)裕度。
“典型負(fù)載突降曲線”中顯示了負(fù)載突降情況下的典型輸入電壓波形。
典型負(fù)載突降曲線在比較不同設(shè)計(jì)方法的可靠性、簡(jiǎn)易性和成本后，通常傾向于選擇最大輸入工作電壓約為 40V 的電源管理 IC。新的 LM2267x/80 SIMPLE SWITCHER 系列提供 42V 的最大輸入工作電壓，從而能夠提供額外的保護(hù)裕度。
冷啟動(dòng)
在內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)（也稱(chēng)為冷啟動(dòng)）期間，蓄電池需要向電動(dòng)起動(dòng)電機(jī)提供較大的電流。在這種情況下，電池電壓會(huì)顯著下降?！暗湫偷睦鋯?dòng)曲線”顯示了典型的冷啟動(dòng)曲線。初始電壓下跌到“V LOW”是由于啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)需要初始峰值電流。在內(nèi)燃機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)后，蓄電池的電壓便會(huì)穩(wěn)定到“V plateau”電壓水平。最后，當(dāng)電動(dòng)起動(dòng)電機(jī)被禁用時(shí)，蓄電池電壓會(huì)上升到其充電電壓水平。
典型的冷啟動(dòng)曲線在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)條件下，保持汽車(chē)子系統(tǒng)的正常運(yùn)行變得越來(lái)越重要。為了提高燃油經(jīng)濟(jì)性，一些新車(chē)型配備了自動(dòng)啟停系統(tǒng)，當(dāng)汽車(chē)等待紅綠燈時(shí)或發(fā)生交通擁堵時(shí)，該系統(tǒng)會(huì)關(guān)閉內(nèi)燃機(jī)。松開(kāi)制動(dòng)踏板或離合器時(shí)，電動(dòng)起動(dòng)電機(jī)會(huì)從蓄電池獲取電力以啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。為了安全和便利，電源管理系統(tǒng)必須在此類(lèi)啟停系統(tǒng)中保持輸入工作電壓水平，以確保導(dǎo)航系統(tǒng)中的電子元件、儀表盤(pán)電子設(shè)備、LED 剎車(chē)燈或前照燈能夠持續(xù)正常工作。這就需要能夠在極低最低輸入工作電壓下工作的電源管理方案。
對(duì)于“V low”電壓水平為 4.5V 或更高的系統(tǒng)，LM2267x SIMPLE SWITCHER 系列是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。請(qǐng)參閱“具有 4.5V 至 42V 超寬輸入電壓范圍的新型 SIMPLE SWITCHER 穩(wěn)壓器系列”和“具有超寬輸入電壓范圍和低元件數(shù)的示例電路”，了解新型 SIMPLE SWITCHER 系列的器件、特性和示例電路列表。
| 器件 | 電流 | RT/SYNC | 使能 | 軟啟動(dòng) | IADJ |
|---|---|---|---|---|---|
| LM22671 | 0.5A | X | X | X | |
| LM22674 | 0.5A | X | |||
| LM22672 | 1A | X | X | X | |
| LM22675 | 1A | X | |||
| LM22680 | 2A | X | X | X | |
| LM22670 | 3A | X | X | ||
| LM22673 | 3A | X | X | ||
| LM22676 | 3A | X | |||
| LM22677 | 5A | X | X | ||
| LM22678 | 5A | X | |||
| LM22679 | 5A | X | X |
具有超寬輸入電壓范圍和低元件數(shù)的示例電路寬輸入電壓范圍規(guī)則
由于易用性、元件數(shù)量少和寬輸入電壓范圍，早期的 SIMPLE SWITCHER 穩(wěn)壓器系列在汽車(chē)應(yīng)用中依然很受歡迎。全新的 LM2267x/80 SIMPLE SWITCHER 系列不僅滿(mǎn)足并超過(guò)了這些要求，同時(shí)還增加了更優(yōu)化的特性，例如更高的開(kāi)關(guān)頻率、更寬的輸入工作電壓范圍以及改進(jìn)的 WEBENCH? 在線仿真設(shè)計(jì)支持。
LM2267x/80 正在計(jì)劃進(jìn)行 AECQ100 認(rèn)證。