Diodes公司生产的80V/100V异步降压转换器在汽车48VPoL应用中实现高效率
            汽车48VPoL应用的发展现状,随着汽车行业的快速发展,汽车电子化,智能化程度不断提高,对汽车电源系统的要求也日益严苛.汽车电源系统作为汽车电气架构的核心,需要为各种电子设备提供稳定,可靠的电力供应,以保证汽车的正常运行和各种功能的实现.在众多性能要求中,高效率是电源系统至关重要的特性.高效率意味着能源利用率高,能够减少能量损耗,降低车辆的能耗和运行成本.对于新能源汽车而言,更高的电源效率可以有效延长续航里程,提升用户体验.同时,高效率还能减少发热,降低散热系统的设计难度和成本,提高系统的可靠性和稳定性.除了高效率,小体积也是汽车电源系统追求的目标之一.随着汽车内部空间愈发紧凑,各种电子设备不断增加,留给电源系统的空间十分有限.超小型晶振的电源系统不仅可以节省车内空间,便于布局和安装,还能减轻车辆重量,提升燃油经济性或延长电动汽车的续航里程.
            汽车电源系统还需适应多种电压.汽车中存在不同类型的电子设备,它们对供电电压的要求各不相同.例如,传统的12V系统用于车辆的启动,照明等基础设备,而随着汽车智能化和电动化的发展,诸如高级驾驶辅助系统(ADAS),电动助力转向系统(EPS)等设备,对电源的稳定性和电压精度提出了更高要求.此外,为了满足大功率设备的需求,部分汽车开始引入48V系统,以提供更高的功率输出.这就要求电源系统具备良好的电压转换和调节能力,能够在不同电压等级之间灵活切换,确保各类设备都能获得稳定的供电.汽车运行的环境复杂多变,电源系统需要在各种恶劣环境下保持可靠运行.在高温环境中,电子元件的性能可能会下降,甚至出现故障,因此电源系统需要具备良好的散热设计和耐高温晶振性能,以确保在高温下仍能稳定工作.在低温环境中,电池的性能会受到显著影响,电源系统需要采取相应的措施,如加热电池或优化电池管理系统,以保证电池能够正常放电,为车辆提供足够的电力.汽车在行驶过程中会产生剧烈的振动和冲击,这对电源系统的机械结构和焊点提出了很高的要求,电源系统必须具备坚固的结构和可靠的连接,以防止因振动和冲击导致的部件损坏或接触不良.汽车内部的电磁环境复杂,各种电子设备之间可能会产生电磁干扰,电源系统需要具备良好的电磁兼容性(EMC),能够抵御外界电磁干扰,并避免自身产生的电磁干扰对其他设备造成影响.

            为了满足这些需求,48VPoL(PointofLoad,负载点)应用应运而生.48V系统可以提供更高的功率,满足诸如电动增压器,主动悬架系统,大功率信息娱乐系统等新兴汽车电子设备的需求,有效提升汽车的性能和功能.同时,48VPoL应用能够实现更高效的电力分配和转换,通过在负载点附近进行电压转换,减少了传输过程中的能量损耗,提高了电源系统的整体效率.其小尺寸,轻量化的特点也更符合现代汽车的设计趋势.48VPoL应用在汽车领域具有广阔的发展前景,正逐渐成为汽车电源系统的重要发展方向.
Diodes公司的80V/100V异步降压转换器
            在这样的背景下,Diodes百利通亚陶晶振公司凭借其深厚的技术积累和对市场需求的敏锐洞察,积极布局汽车电源领域,推出了一系列高性能的电源管理芯片.其中,专为汽车48VPoL应用设计的80V/100V异步降压转换器,以其卓越的性能和可靠的品质,在汽车电子市场中备受瞩目.这一系列降压转换器包含四款产品,分别是AP68255Q,AP68355Q,AP6A255Q和AP6A355Q.它们均集成了500mΩ功率MOSFET,这一关键元件的集成,使得转换器在实现高效降压DC-DC转换的同时,还能够提供高达3.5A的连续输出电流.这意味着它们能够稳定地为各种汽车电子设备供电,满足不同设备在不同工况下的功率需求,无论是低功耗的传感器,还是高功率的电机控制器,都能得到可靠的电力支持.这些转换器的输入电压范围十分宽泛,涵盖了5.5V至80V/100V,这几乎覆盖了整个汽车电池电压范围,包括负载突降场景.在汽车运行过程中,电池电压会因多种因素而发生波动,例如发动机启动,车辆加速减速,电池充放电等,负载突降更是会导致电压瞬间大幅变化.而该系列转换器能够在如此宽泛的电压范围内稳定工作,充分展现了其强大的适应性和稳定性,有效保障了汽车电子系统在复杂电压环境下的可靠运行.
实现高效率的技术原理恒定导通时间(COT)控制技术
            Diodes公司的80V/100V异步降压转换器采用了先进的恒定导通时间(COT)控制技术,这是其实现高效率的关键所在.在传统的开关电源控制中,开关频率往往会随着负载和输入电压的变化而波动,这不仅增加了系统设计的复杂性,还可能导致效率降低.而COT控制技术通过固定功率开关的导通时间,使得转换器能够维持近乎恒定的开关频率,通常为300kHz.这种恒定的开关频率具有多方面的优势.当负载发生突变时,例如汽车在加速或减速过程中,电子设备的功率需求会迅速变化,COT控制技术能够快速响应这种变化.由于导通时间固定,转换器可以根据负载电流的变化,迅速调整PWM(脉冲宽度调制)信号的占空比,从而实现快速的负载瞬态响应,确保输出电压能够及时稳定在设定值,避免因电压波动对设备造成损害.在汽车启动时,各种电子设备瞬间开启,功率需求急剧增加,采用COT控制技术的降压转换器能够在极短的时间内调整输出,满足设备的供电需求.

COT控制技术在面对输入电压波动时也表现出色.汽车运行过程中,电池电压会因为多种因素而发生变化,如充电,放电,发动机转速变化等.COT控制技术能够轻松应对这些变化,通过快速调整占空比,保持输出电压的稳定,实现轻松的环路稳定,减少了因电压不稳定对其他电子设备的干扰,提高了整个电源系统的可靠性.COT控制技术还能有效降低输出电压纹波.输出电压纹波是指在直流输出电压上叠加的交流分量,过大的纹波会影响电子设备的性能,甚至导致设备故障.COT控制技术通过精确控制开关时间,使得输出电压的波动被限制在极小的范围内,降低了输出电压纹波,为对电压稳定性要求极高的汽车电子设备,如ADAS系统中的传感器和处理器,提供了稳定,纯净的电源.由于COT控制技术能够实现快速的负载/线路瞬态响应,轻松的环路稳定和低输出电压纹波,这使得在设计电源系统时,可以减少外部元件的使用数量,如减少滤波电容和电感的规格和数量,从而降低了系统成本和体积,提高了系统的集成度,更易于在汽车有限的空间内进行布局和安装.除了COT控制技术,该系列降压转换器还采用了专有的栅极驱动器方案,这也是提升效率的重要因素.在开关电源中,MOSFET的开关过程会产生开关节点振铃效应,这是由于MOSFET的寄生电容和电感在开关瞬间发生谐振所导致的.开关节点振铃不仅会增加能量损耗,还会产生高频辐射电磁干扰(EMI)噪声,影响其他电子设备的正常工作.
在汽车48VPoL广泛的应用场景
            Diodes公司的80V/100V异步降压转换器凭借其出色的性能,在汽车48VPoL应用中拥有广泛的应用场景.在48V电机控制领域,它能够为电机提供稳定的电源,确保电机在各种工况下都能高效,可靠地运行.以电动助力转向系统(EPS)为例,该系统需要电机根据车辆的行驶状态和驾驶员的操作,提供精准的助力扭矩.80V/100V异步降压转换器可以稳定地将48V电压转换为电机所需的工作电压,快速响应电机的功率需求变化,使得EPS系统能够为驾驶员提供舒适,精准的转向助力,提高驾驶的安全性和舒适性.在高级驾驶辅助系统(ADAS)中,这些转换器同样发挥着关键作用.ADAS系统包含众多传感器和处理器,如摄像头,雷达,激光雷达以及用于数据处理的芯片等,这些设备对电源的稳定性和噪声抑制能力要求极高.转换器能够为这些传感器和处理器提供纯净,稳定的电源,保障ADAS系统准确地感知车辆周围的环境信息,并及时进行数据处理和分析,实现诸如自适应巡航,自动紧急制动,车道偏离预警等高级驾驶辅助功能,为行车安全提供全方位的保障.

            在远程信息处理和信息娱乐系统中,它们能确保车载晶振通信模块,导航系统,多媒体播放器等设备的稳定运行.在车辆行驶过程中,远程信息处理系统需要实时与外界进行数据通信,如车辆状态监控,远程诊断,紧急救援呼叫等功能都依赖于稳定的电源供应.而信息娱乐系统则为驾乘人员提供音乐播放,视频观看,游戏娱乐等服务,80V/100V异步降压转换器为这些系统提供可靠的电力支持,保证通信的顺畅和娱乐体验的流畅,提升了用户的使用满意度.在车身控制方面,转换器可用于控制车门锁,车窗升降,雨刮器,车灯等设备.车身控制系统中的各个子系统需要协调工作,对电源的稳定性和可靠性要求严格.该系列降压转换器能够满足车身控制模块对不同电压的需求,确保各个设备在各种环境条件下都能正常工作,提高车身控制的智能化和可靠性,为车辆的正常运行提供基础保障.在仪表盘和照明系统中,它能为仪表盘的显示屏,指示灯以及车内,外照明灯具提供稳定的电源.仪表盘作为驾驶员获取车辆信息的重要界面,其显示的准确性和稳定性至关重要.而照明系统则关乎行车安全和夜间驾驶的舒适性.这些转换器能够确保仪表盘清晰显示车辆的各项参数信息,同时保证照明灯具的亮度稳定,无闪烁,为驾驶员提供良好的视觉环境,提升驾驶安全性.

Diodes公司生产的80V/100V异步降压转换器在汽车48VPoL应用中实现高效率