汽车多媒体用的开关电源 | |
发布者:pkcctv.com 发布时间:2008-7-4 8:14:48 阅读:546370次 | |
来源: 电子产品世界 浏览评论 预期DVD/HDD 基多媒体系统会有明显的增长。DVD播放机正在不断加上导航系统、AM/FM收音机、CD播放机等,使其具有多输出、卫星无线电、卫星TV等功能。汽车相机、分立通信系统和蓝牙兼容性更增加了系统的复杂性。 尽管增加了元件数,但有效空间要求继续紧缩元件尺寸。实际发出的热是大的。这使电源转换效率成为关键。在低输出电压,甚至几百毫安以上的中等电流水平,采用线性稳压器产生系统电压不再现实,因为线性稳压器会产生太多热。开关稳压器所提高的效率和更小的占位空间,使其胜过所增加的复杂性的EMI考虑。 一个典型的多媒体系统(见图1)有8个以上的电源,包括8.5V(欧州用,日本为9.5V)、5V、3.3V、2.5V、和1.2V、8V用于供电DVD马达,此马达旋转碟盘,通常需要高达2A的峰值电流。5V和3.3V通常是系统总线电压,每个电压需要提供2A~3A电流。2.5V是用于存储器和I/O,1A~2A是足够的。1.5V和1.2V分别供电CPU和DSP芯核。这两个轨的功率电平每个通常为3W~5W。较小的功率电平(小于1W)需要用于偏置主TFT-LCD(通常7英寸~10英寸)以及视频相机CCD。对于TFT-LCD的白色LED背光需要另外5V~10V电压。 手持应用中的开关稳压器可用于良好的电环境中,若被供电系统需要始终处于导通状态,则最小的静态电流将是最重要的。同样,开关稳压器IC的开关频率接近AM/RF/GPS电路,电路必须对这些相关频段不产生干扰。TFT-LCD背光用的LED驱动器IC必须保持宽的调光范围,以补偿环境光的微弱变化。另外,所有DC/DC转换器必须要小型和高效率,以便消除散热。 电池电源 固有电源必须由汽车电池和充电系统提供。这里有电环境的苛刻要求。 卸裁瞬态是断开被充电电池所引起的电压尖峰。可能产生高达80V的瞬态电压尖峰。希望转换器和电源子系统工作在此瞬态事件期间或之后,所以,DC/DC转换器必须能够应付60V~100V(最大值)瞬态电压。有各种保护电路的外部实现保护,但这会增加成本和占用空间。高电压开关稳压器(如Linear公司的LT3433,LT3434/5,LT1976/7,LT3437/8)可承受高达80V的瞬态电压,同时又能保持输出稳定,不影响系统性能或可靠性。通常,这是降压或降—升压转换器,它们要遭受充电/电池系统断路所引起的汽车电池和发电机电压变更。 当汽车引擎经受一段时间低温时,冷曲柄导致引擎油变粘稠。发动机马达必须提供更大转换,这需要来自电池的更大电流。在启动期间,这种大电流负载可能拖电池/初级总线电压低到4V,此后,它通常返回到额定的13.8V。一些子系统需要在冷曲柄条件下有一个恒定的良好稳压输出。这此应用通常工作在3.3V,包括引擎控制单元(ECU)、环境和应急系统。 任何直接连接到电池的开关稳压器,要求工作超过3V~60V输入范围。对于箝位在36V~40V的14V系统,这也有一个良好的容限。 始终处于工作状态 GPS接收机,IR系统和系统微处理器需要始终处于工作状态。随着点火关闭,它们必须直接连接到电池,工作在低功率模式。这需要有最小的静态电流,并在点火重新启动时,经受电池和充电系统中的电压变化。 总的来说,维持始终处于工作状态处理器的电压所需电源电流为几百毫安,这可能在几星期内完全耗尽一个电池。汽车制造商对于每个始终处于工作状态的DC/DC转换器寻求100mA最大静态电流目标。至今,转换器的高输入电压能力和低静态电流要求是不相容的。Linear公司的100mA降压DC/DC转换器可以解决这些限制问题,它们具有60V~80V最大输入、450mA(LT3437)~2.5A(LT3434)输出电流范围,而静态电流100mA以下。LT3437采用Burst Mode设计,其工作只需10mA电源电流,适用于始终工作状态的应用。在汽车中的应用电路示于图2。LT3434和LT1976适用于较大电流的应用,它们的输出电流分别达到2.5A和1.25A。 在3.3V或5V电源提供给多好媒体系统盒之后,它可直接驱动工作2.7V~5.5V输入的系统内部电路。然而,CD/DVD驱动马达需要8.5V,一些CPU和DSP需要1.2V~1.5V,相机CCD需要15V和-8V偏置电源,TFT-LCD需要8V、15V和-8V偏置电压,白光LED背光需要36V。来自电池的初级电源转换具有瞬态和过压变化保护,保护这些轨,次级电源转换不需要这些保护。随着很多电源转换靠近敏感的AM、RF或GPS接收机,最小开关噪声变得重要。如果开关稳压器在正常模式工作在恒定频率,而且开关沿是干净的和可预知的(没有过冲或高频瞬变),则EMI最小。假若稳压器用低ESR陶瓷容器,则EMI最小。假若稳压器用低ESR陶瓷容器,则可使输入和输出电压纹波最小,使系统中的可能噪声源最小。 电源要求 DVD/CD驱动马达需要8.5V电压、2A电流。电源通常直接来自电池,并降压到8.5V,与从较低电压升压到8.5V相比,此方案具有较高的效率。直接从电池得到电源需要转换器具有健全的输入电压能力,以防高电压瞬变驱动马达。 多媒体系统中的微处理器,需要1.2V~2.5V(芯核电压)和2.5V或3V(存储器和I/O电压)。这些电压需要从主5V或3.3V中间轨降压得到。效率是重要的,在子系统中没有散热空间,像LTC3407-2稳压器具有同步整流拓扑,能提供高达96%效率,其恒定开关频率为2.25MHz,防止噪声侵入邻近音频接收器的敏感AM波段。 TFT平板通常需要小的偏置电源(16V/10mA,8V/10mA)外加中间电压(8V/450mA)。相机的CCD也需要偏置电源,通常需要15V/20mA和8V/50mA电压。 TFT-LCD背光传统上采用CCFL。然而,更小的白光LED在背光应用中正在替代CCFL。车内的光变化结合人眼睛对光强变化的敏感度,其背光所需的调光范围高达1000:1。LT3486(图3是一款双升压DC/DC转换器,专门设计用于驱动高达16个白光100mA LED(每个通道8个LED串联),输入电压为12V。它做为一个恒流源来保持广大LED驱动器采用True Color PWM调光,这能提供恒定的满载到LED,靠降低PWM驱动器占空比控制调光。(京湘) | |
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