咨询服务热线
0755-27389191
当前位置:昂佳汽车应急电源首页 > 新闻动态 > 行业新闻 >

基于LTC3789的多功能车载电源模块设计

来源:未知 点击:发表时间:2018-09-14

1、车载电源模块的应用要求和技术指标

1.1、电源模块的技术指标

根据《GB/T28046道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》标准和IS07637浪涌标准,车载电源模块要具备如下功能:抵御87V和174V4欧姆350ms浪涌,具备防反接功能。同时为了兼容12V和24V车载电源、应付电瓶亏电情况、并保护负载,该电源模块增加了输出过流保护功能,输入电压范围6.0V-38.0V,输出可调电压范围5V-24V,负载50W,几乎满足所有直流供电的车载电子设备的需求。

2、车载电源模块的电路原理

2.1、防浪涌

汽车启动时的电压变化瞬态,能反映出车载电源在车辆启动时非常不稳定,会出现6.0V低压、浪涌、馈电反向尖峰等情况。

为了抵御浪涌对电源模块的损害,常采用TVS管消除浪涌尖峰的做法。合适的TVS管可以达到消除有害尖峰的目的。

2.2、防反接

汽车电源电路,必须做防反接保护,预防输入端接错正负极导致电池短路,甚至会烧毁电源、引发起火。最简单的防反接方法是串联一个二极管,但是二极管先天的压降0.3V-0.7V,会造成过多的不必要损耗,当负载为2A时,二极管自身损耗就会达到1W左右。

既要满足IS07637一标准对车载电源的防反接要求,又要降低能量的损耗,使用MOS管成为一种很好的选择。

2.3、升降压和限流保护

直流电源电压变换,主要分为DC-DC变换即开关电源变换、充电泵式电源变换和LDO直流稳压变换。LDO完全以后稳压芯片的自身消耗来降低输出电压,无法做升压变换,而且因为自身损耗较大,不合适输入和输出压差较大的情况;充电泵式电源变换是依靠电容的充放电来实现电压变换,但是输入电压范围较小,输出电流也非常有限;DC-DC变换是比较适合的选择。

DC-DC的三种拓扑结构:

(1)Buck电路一一降压斩波器,其输出平均电压UO小于输入电压Ui,极性相同。

(2)Boost电路一一升压斩波器,其输出平均电压UO大于输入电压Ui,极性相同。

(3)Buck-Boost电路一一降压或升压斩波器,其输出平均电压UO大于或小于输入电压Ui,极性相反,电感传输。

Buck-Boost变换:升一降压式变换

任何一种电源都有可能出现故障,导致负载短路,电源因为过大的负载电流而损坏。为了防止这种毁灭性的故障,常采用负载输出端串联保险管的方法。不过这种方案需要将保险管烧坏,重新更换新的保险管才能修复,比较麻烦,尤其是使用过程中不方便打开电路的外壳。

3、模块的硬件设计

多功能车载电源模块的硬件组成分为防反接模块、防浪涌模块、电源变换模块、限流保护模块。

3.1、防反接功能

该模块选择P-MOS管和齐纳二极管搭建的防反接电路。P-MOS管选用SI7461DP,工作温度满足一550C}1500C的P-Channel60-V(D-S)MOSFET。

齐纳二极管采用仙童公司的工N5259是Vz=39V,Tc=0.094%/0C,工作温度满足一650C“2000C。

当输入电压为正时,Vgs《0,P-MOS打开,而且IN5929起到保护SI7461DP的作用。

3.2、升降压功能和限流功能

该模块的升降压电源转换功能采用凌特电子的LTC3789芯片,是新研发出的高效率高性能升降压式开关稳压控制器,其输入电压可以从4V}38V,输出电压可以高于输入电压,可以低于输入电压为0.8V}38V,工作频率恒定,最高可达600KHz(200}600KHz)。为电流模式工作。输出电流反馈环提供对电池充电的支持,满足输入输出4V}38V的宽范围,而且输出电流可以达到5A。在工作区域有很低的噪声,LTC3789系目前最理想的可升降压的电池供电系统应用IC。

该电路通过调节VFB所连接的电阻,即可改变Vout的值。

LTC3789具备输入电流和输出电流限流保护功能,以保护输入电源和芯片自身,因此,如果要限制输出电流为4.5A,则Rsense=20m欧。

4、输出效率和纹波

该电源模块宽输入电压范围6V}38V,宽输出电压范围5V}24V,作为使用Buck-Boost拓扑效率非常高的LTC3789芯片搭建的电源转换电路,其输出效率和纹波指数都是核心技术指标,输出电压为12.0V,我们以负载为50W的10欧姆功率电阻进行实测。

从实验数据可以看出,该模块效率在Boost模式最低为89.72%,而Buck模式最低也达到了95.14%,综合来看转换效率非常高。而纹波始终控制在250mV以内,足以满足车载电源的需求。

5、总结

综上所述,本文所设计的车载电源模块具有防浪涌、防反接、输出过流保护、宽输入电压范围(6.0V-38.0V)、输出电压可调(5V-24V)、高输出功率50W、兼容12V和24V车载电源系统等功能,满足GB/T2804和IS07363的基本要求,在车载电源领域具有广阔的应用前景。


分享按钮
  • 点击这里给我发消息
  • 点击这里给我发消息
友情链接:盛源彩票  盛源彩票  大通彩票网  大通彩票官网  欢乐彩票  盛源彩票  欢乐彩票官网  

免责声明: 本站资料及图片来源互联网文章,本网不承担任何由内容信息所引起的争议和法律责任。所有作品版权归原创作者所有,与本站立场无关,如用户分享不慎侵犯了您的权益,请联系我们告知,我们将做删除处理!