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总结汽车电子BD9P系列产品电源转换芯片技术

  随着汽车电子化和电气化进程的加速,汽车中的电子含量越来越多,系统也越来越复杂,就比如、ADAS、车载信息娱乐与仪表盘、ECU、电动汽车以及动力系统等多领域。

  罗姆半导体(上海)有限公司技术中心主管朱莎勤介绍道,传统燃油车的电源包括发电机和电池两种,电压范围一般是10-16V左右。而汽车电子中的各元件的工作电压范围不一,需要一次以及二次电源转换的多级降压,才可以确保各芯片正常工作。

  针对下一代汽车技术,朱莎勤总结了电源转换芯片的四大特点,包括提高功率转换效率,低耗电量工作;提高耐压能力,支持大电流;提高集成度,减少外围元器件数量/小型化;以及保护功能、长时间高可靠稳定工作。

  “稳定工作、高效率以及高降压比。”朱莎勤总结了BD9P产品的三大技术亮点。

  稳定工作的意思是即便电池电压波动的时候也不会产生较大过冲,从而使系统输出可以平稳。朱莎勤表示,尤其是在汽车启停一瞬间的电压波动非常大,在电压从波动到回复正常时,输出电压会发生过冲问题,产生输出尖峰,一方面影响系统稳定性,严重情况下甚至会导致负载器件击穿损坏。

  如图所示,罗姆的新产品具有更好的稳定性,采用了全新的输入电压检测方式,可以提高芯片对于电池电压变动的检测精度以及检测速度。“目前客户普遍使用较大的输出电容应对过冲电压,而BD9P可以避免使用过冲电容,从而降低客户整体成本并增加可靠性。”朱莎勤总结道。

  除了快速响应之外,BD9P还降低了内部消耗电流,仅为10μA,尤其是针对轻负载时,转换效率相对于竞品有较大提升。朱莎勤说道:“BD9P可以在较宽的负载电流范围内都实现高效转换,无论汽车在行驶过程中或者引擎启动时,都可以实现较低的功耗,实现节能化。”

  利用罗姆专利NanoPulseControlTM技术,可以实现更高的输入电压与输出电压的压降比。“乘用车12V系统最大电压可高达40V,如果在40V时还要保证5V或者3.3V的输出电压,就需要高压降比。”朱莎勤介绍。

  此外,NanoPulseControl技术还可实现更快的转换频率,目前BD9P工作在2MHz,避免了与AM广播频段最高1.84MHz产生干扰,同时,该技术也可改善尖峰噪音,从而有效改善EMC/EMI。

  为了方便客户进行测试与评估,在BD9P发布之时,罗姆就已经准备了单品评估板。此外,也推出了整体解决方案的参考设计为形式的评估环境,包括EMC、发热以及功能安全等一系列问题都可以用整体解决方案来评估。

  如图所示,REFRPT001参考设计评估板,为车载的ADAS以及信息娱乐系统所开发设计的电源方案,除了BD9P之外,还搭载了罗姆的其他电源监控IC、一次、二次电源转换产品、分立产品等,从而实现从电池到SoC终端设备的完整电源解决方案。

  同时,罗姆官网也提供了相关的仿真报告、测试报告、EMC报告、工具下载及原理图、PCB版图、选型手册等。同时,罗姆也推出了ROHMSoluonSimulator在线仿真工具,方便客户进行在线仿真计算。

  正如评估板所示,罗姆通过广泛的产品组合,满足客户的一站式电源甚至更多需求。

  如图所示,针对ADASECU应用,罗姆可提供包括电源管理、保护、接口以及信号调理与控制的全方位配合。

  朱莎勤说道,此次发布的BD9P产品属于一次电源产品,客户对该应用的选择主要考虑功耗、EMC等特性,不需要更多考虑与主芯片的搭配问题。而同时,罗姆正在和一些大的车用SoC厂商联合,开发搭配专属的PMIC产品。

  而面对未来,随着SoC的运算能力越来越强,功耗越来越高、电压越来越低的情况,罗姆也会继续开发更高电流,更低电压的转换器或控制器。

  朱莎勤总结道,罗姆强调垂直整合型生产体系,凝聚了电路设计、工艺和布局三大先进模拟技术。通过结合三大优势,开发出超高技术水平的产品,满足符合客户和市场需求的产品。

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