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凌特汽车电子应用解决方案(一)
2006-12-19 12:17:00 来源:中国自动化网 网友评论 条 点击查看

从机械电子这一应用层面来讲,一辆汽车当中要用到许多不同的电源设备如发动机的保护电源等,以及其他多种类型的运算用途的电子设备。汽车电子行业己发展成为一个独立的应用领域。




凌特公司一惯是提供高性能、高表现的模拟器件供应商,在众多的高端通信设备和PC系统方面,它一直都是主要的供应商之一。随着汽车电子的发展,汽车环境对电子器件的要求越来越严格,而凌特的产品则在很多应用中很好地满足了汽车电子器件对高性能高表现的要求。

从现代汽车的发展来看,汽车系统的复杂程度在日益提高。随着准确性、安全性方面要求的提高,要求使用更高精度和更高性能的电源系统或测量系统。在汽车应用中,汽车电子器件所要面对的环境也变得十分复杂和苛刻,诸如宽的电压波动范围、宽的温度、湿度变动范围等,以及高可靠性和小型化,已成为汽车应用的普遍要求。总的来看,汽车应用对汽车电子产品的要求可以分归为几类:

(1)电源,可分为高电压和通用两种;

(2)其他一些特殊功能的器件设计,如高额定温度器件、白光LED驱动器、电流检测放大器、低损耗powerPath控制器等。
一、汽车电源电源高压应用解决方案-LTC3780

汽车电源按电压的不同可分为几个应用段。一般讲,一块铅酸电池,其电压一般为14V。而在某些时刻(不经常发生),如发动机与电源断开的时候,会产生一个瞬变的高电压。针对这种瞬变,凌特提出了面向整个汽车行业所要求的特有宽电压变动解决方案-凌特高电压控制器LTC3780。

LTC3780是一个同步升降压控制器,它通过四个开关管和一个传感器来实现升降压的要求,这一方案可实现97%的效率,并可以得到一个非常高的电流,一些设计中已做到了10A.这一方案与常用的SEPIC方案或者二阶的双压降压方案相比,表现更为有效。

在LTC3780出现之前,我们一般使用SEPIC方案,它采用一个升压器件来实现升降压要求。SEPIC转换器是一个升压十降压/升压(或反激式)转换器,它在设计上存在的一些主要问题是:开关管要承受很高的电流、很高的内压值(输入+输出两个电压);需要使用两个很大的电感器或者耦合成一个更大的电感器,承受高额电流应力而使损耗很高,耗功大。

而凌特公司的LTC3780是一种高效的降压-升压电源解决方案。该方案通过四个开关管做到;输入电压高于输出电压时工作于降压模式,输入电压低于输出电压时工作于升压模式。它仅使用了一个电感器,开关管承J受应力也较低。


SEPIC方案的耦合电感器是两个电感做在一起的,其体积要比使用LTC3780方案的电感器大三倍以上,因而从发热量来看LTC3780要低很多。LTC3780方案降低了电感器成本和开关损耗,在效率方面,LTC3780较之SEPIC方案在一个宽的电源范围内可实现约8%的效率提升。
二、LTC3780的主要应用特点有以下几方面:

(1)电压工作范围宽4~36V;

(2)单电感器实现输入电压高于/低于/等于输出电压;

(3)同步整流效率在一些应用中可达到98%;

(4)只需一个简单的检测电阻就可以实现升压/降压各方面的电流检测。

此外它还具有良好的输出电压监视功能以及输出过压过流保护功能。其工作频率范围为200~400kHZ,封装形式为小外形24引脚SSOP封装。


凌特LTC3780这一高效率、高电流能力、小外形尺寸、较少的外部元件和简易型补偿的降压-升压型架构己成为众多汽车应用的成功解决方案。
在汽车电源高压应用方面,凌特公司除了LTC3780外,还有两款应用产品LTC3724和LTC38000LTC3724是一款高功率高输入电压控制器,它能承受4~60V的电压输入范围,可做成降压、升压、负输出以及SEPIC结构设计,耗电只有100μA.LTC3800主要用作一种同步整流的降压型应用,电压范围与LTC3724相同。



三、凌特汽车电子应用的特殊器件

凌特公司设计有多种汽车电子器件,如高额定温度器件、白光LED驱动器、电流检测放大器、低损耗PowerPath控制器等。
凌特针对汽车温度条件要求拟订了最新款IC的技术规格,这些器件可工作于-40~+125。C的温度范围(见表1)。

在汽车应用LED驱动器方面,LED的发展趋势是其光度越来越大,功耗越来越高,在汽车中的应用也越来越多。虽然目前的汽车前头大灯不是LED灯,但在指挥灯、车窗内灯以及控制盘上的显示灯等方面,都用LED显示。凌特公司面向汽车应用开发的LED驱动器产品情况见下图。

凌特的白光LED驱动芯片—具有双轨至轨电流检测放大器的3ADC/DC转换器LT3477;LT34793A升压/降压输出转换器,这些器件是非常适合汽车顶篷和仪表板照明等应用的例子。

另外,在汽车应用中,除了对电源有许多要求外,很多部分是对电流检测有要求的。如马达和汽车中的阀门等,音响方面也需要一些电路保护的系统。凌特公司针对这些应用的电流检测放大器芯片有LTC6101/6101HV、LT1787/1787HV、LT6100等。


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