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
電源管理應用通常位于汽車電子系統(tǒng)的前端，因此在負載突降和冷啟動條件下可能受到寬輸入工作電壓極限值的影響。謹慎選擇電源管理電子器件可以為汽車電子系統(tǒng)提供額外的裕度和保護。最簡單的設計方案是采用電源管理開關模式電源，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。
負載突降
當汽車蓄電池在發(fā)動機和發(fā)電機工作期間斷開時，就會發(fā)生負載突降。此時產生的電壓瞬變可能高達 120V，持續(xù)時間為 400ms。如此巨大的電壓瞬變給設計電源管理系統(tǒng)的工程師帶來了挑戰(zhàn)。僅僅為了適應負載突降線路瞬變而設計工作電壓高達 120V 的電源方案并不經濟實用?，F代汽車通常具有集中式負載突降保護方案，可將負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 汽車負載突降的過壓保護電路 (SNVA190) 所述，其他涉及高側 MOSFET 的保護電路也可用于在負載突降情況下保護應用。但是，即使使用了這些瞬態(tài)保護器件，所選的電源管理 IC 也必須提供額外的保護裕度。
“典型負載突降曲線”中顯示了負載突降情況下的典型輸入電壓波形。
典型負載突降曲線在比較不同設計方法的可靠性、簡易性和成本后，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裕度。
冷啟動
在內燃機啟動（也稱為冷啟動）期間，蓄電池需要向電動起動電機提供較大的電流。在這種情況下，電池電壓會顯著下降?！暗湫偷睦鋯忧€”顯示了典型的冷啟動曲線。初始電壓下跌到“V LOW”是由于啟動內燃機需要初始峰值電流。在內燃機開始轉動后，蓄電池的電壓便會穩(wěn)定到“V plateau”電壓水平。最后，當電動起動電機被禁用時，蓄電池電壓會上升到其充電電壓水平。
典型的冷啟動曲線在發(fā)動機冷啟動條件下，保持汽車子系統(tǒng)的正常運行變得越來越重要。為了提高燃油經濟性，一些新車型配備了自動啟停系統(tǒng)，當汽車等待紅綠燈時或發(fā)生交通擁堵時，該系統(tǒng)會關閉內燃機。松開制動踏板或離合器時，電動起動電機會從蓄電池獲取電力以啟動內燃機。為了安全和便利，電源管理系統(tǒng)必須在此類啟停系統(tǒng)中保持輸入工作電壓水平，以確保導航系統(tǒng)中的電子元件、儀表盤電子設備、LED 剎車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 系列是一個不錯的選擇。請參閱“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 | 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的示例電路寬輸入電壓范圍規(guī)則
由于易用性、元件數量少和寬輸入電壓范圍，早期的 SIMPLE SWITCHER 穩(wěn)壓器系列在汽車應用中依然很受歡迎。全新的 LM2267x/80 SIMPLE SWITCHER 系列不僅滿足并超過了這些要求，同時還增加了更優(yōu)化的特性，例如更高的開關頻率、更寬的輸入工作電壓范圍以及改進的 WEBENCH? 在線仿真設計支持。
LM2267x/80 正在計劃進行 AECQ100 認證。