不同类型线性稳压器的特点和应用
mouser 2021-10-15

“针对不同的汽车应用需求,线性稳压器分成多种类型,除了通用型线性稳压器以外,还有后级线性稳压器、跟随器和电流检测型线性稳压器。每种类型分别有什么特点?在不同的应用中该如何选择?下面我们来详细说明。”——万丹,本文作者

1、汽车应用中的电源供电结构概述

“电源供电结构概览”电源供电结构概览

汽车电子模块产品繁多,应用类型也是多种多样,每一个产品,每一类应用,都需要电源芯片。电源芯片,包括线性稳压器和DC/DC,在系统结构中通常处于前端,将整车电池电源转换为满足后端用电芯片需求的稳压源。于是,线性稳压器的选择,与用电芯片的类型和线性稳压器在供电结构中所处位置相关。

因机械结构的原因,系统上会存在板内用电芯片,如MCU、 通讯芯片(CAN, Ethernet switches)、存储芯片等,和板外用电芯片,如传感器芯片和天线。下面介绍怎么为这些不同的用电芯片选择合适的线性稳压器。

2、板内用电芯片电源推荐

系统上大多数的用电芯片都在板内,通常会用到通用型线性稳压器和后级线性稳压器为这些板内用电芯片供电。

a) 什么情况下用通用型线性稳压器?

若系统仅需要1~2路电源轨(如5V,3.3V),那么使用1~2颗通用型线性稳压器即可。在这种应用场景下,线性稳压器的输入引脚是直接连在整车电池上的,所以对线性稳压器有如下要求:

1) 更宽的输入电压范围,以支持系统满足行业测试标准(如LV124)的要求,并且在发动机点火(Cranking) 的应用场景下也能稳定工作;

2) 更低的静态电流,以满足系统静态功耗要求。

通用型线性稳压器的如下参数表现能更好的满足上述要求:

1)3V – 40V的输入电压范围,对于适用于24V系统的通用型线性稳压器,输入最高电压可达60V;

例如:TLS820的输入电压范围

“”

2)5µA ~ 40µA的静态电流表现

例如:TLS805的静态电流参数

“”

b) 什么情况下需要用到后级线性稳压器?

“”

当系统中需要多路电源轨,比如在Camera应用中,除了MCU 和CAN外,还需要2.5V和1.8V给Camera供电,推荐适用“DC/DC 后级稳压器”的方案来提高电源效率。

例如:

同样一个系统,仅使用通用型LDO供电的情况下,功耗为12W:

“”

若使用DC/DC 后级稳压器的供电结构,功耗可降至~4W:

“”

由于后级线性稳压器的输入通常来自于一个DC/DC的稳定输出电压,后级线性稳压器的输入电压范围就不需要像通用型线性稳压器那么宽了,更有成本优势。

例如:TLS205的输入电压范围:

“”

并且,后级线性稳压器的低输出噪声特性,也能够更好的满足Camera和RADAR应用对电源的低噪声要求。

例如:TLS208的输出表现

“”

3、传感器电源推荐

我们推荐使用跟随器(Tracker)为传感器供电。

传感器的应用场景对电源的要求如下:

1) 能支持系统实现更高的检测精度;

2) 若是给板外传感器供电,则需要电源输出端有更高的鲁棒性,能承受输出端的短路需求。

跟随器的如下特点能更好地满足上述要求:

1) 非常高的跟随精度,以保证传感器电源电压能高精度跟随MCU的ADC模块的参考电压,从而实现更高的检测精度;

例如:TLS105的跟随精度参数

“”

2) 输出端的耐压值更高,并集成限流功能,以支持承受输出端的对电源/对地短路需求。并且内置反向保护功能。适合给板外传感器供电。

例如:TLS105的各项耐压值(Absolute Maximum Rating)参数

“”

跟随器的原理决定了它需要一个外部参考电压VADJ以保证输出,若是VADJ电压没有了,跟随器的输出也随之关断了。所以,跟随器的应用电路结构与通用型线性稳压器也有差异。

“”

上图为通用型线性稳压器的应用电路结构,不需要参考电压VADJ。

“”

上图为跟随器的应用电路结构,需要参考电压VADJ。

4、天线电源推荐

我们推荐使用电流检测型线性稳压器为天线供电。

天线的应用场景对电源的要求如下:

1) 能检测对天线的供电电流;

2) 能监测天线的开路/短路状态,能调节供给电线的电流和电压;

3) 由于是板外负载需要电源输出端有更高的鲁棒性,能承受输出端的短路需求。

目前有些应用中使用外部分立器件来搭建输出电流的检测电路,其缺点为:

1) 分立电路结构复杂,包含器件数量多,每颗器件都会给检测系统带来误差,从而最终检测电路的检测精度相对较低;

2) 分立器件数量多,占板面积大,而通常使用到天线的应用,如T-Box模块,eCall模块,尺寸都较小,PCB面积有限,分立电路的方案会增大PCB板设计的难度。

电流检测型线性稳压器的如下特点能更好地满足天线对电源的要求:

1) 内置输出电流检测功能,能高精度检测输出电流值。

例如:TLF4277-2的检测精度为5%-10%

“”

2) 内置可调节的输出限流功能,以达到调节输出电流目的。

这个输出限流的调节,是通过芯片引脚上连接的电阻来实现的。

“”

3) 输出电压可调。

4) 内置多种诊断功能,并通过状态脚反馈给MCU。

例如:TLF4277-2的诊断结果体现在CSO引脚电压上

“”

5) 输出端的耐压值更高,并集成限流功能,以支持承受输出端的对电源/对地短路需求。并且内置反向保护功能。适合给板外天线供电。

例如:TLF4277-2的各项耐压值(Absolute Maximum Rating)参数

“”

以上便是对不同类型线性稳压器的特点和应用场景的详细介绍。 

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
热门推荐
  • 相关技术文库
  • 电源
  • DC
  • AC
  • 稳压
  • 三相PWM整流拓扑(仿真代码)

    OBC用三相PWM整流拓扑主要原因是可以双向变换,后面DCDC再用三相CLLC就能完美配合。

    08-09
  • 开关电源常见的基本拓扑结构

    1、基本名词     常见的基本拓扑结构     ■Buck降压     ■Boost升压     ■Buck-Boost降压-升压     ■Flyback反激     ■Forward正激     ■Two-Transistor Forward双晶体管正激     ■Push-Pull推挽     ■Half Bridge半桥     ■Full Bridge全桥     ■S

    05-10
  • LLC开关电源计算过程推导

     免费申请开发板  推荐阅读: 点击下方『面包板社区』卡片关注我们, 每天学点电子技术干货 ▲ 点击关注,后台回复"关键词",领取300 G学习资料包!  内容合作 | 视频、课程合作 | 开发板合作| 转载开白  请联系小助手微信:15889572951(微信同号) 点击阅读

    05-06
  • 移相全桥电源12种工作模态

    在早期的大功率电源(输出功率大于1KW)应用中,硬开关全桥(Full-Bridge)拓扑是应用最为广泛的一种,其特点是开关频率固定,开关管承受的电压与电流应力小,便于控制,特别是适合于低压大电流,以及输出电压与电流变化较大的场合。但受制于开关器件的损耗,无

    05-07
  • 大牛总结:六种DC/DC变换电路分析比较

    基本原理 直流-直流降压变换器(BUCK变换器) 直流-直流升压变换器(BOOST变换器) 直流降压升压变换器(BUCK-BOOST变换器) 直流升压降压变换器(CUK变换器) 两象限/四象限直流-直流变换器 单端正激变换器 单端反激变换器 *本文系网络转载,版权归原作者所有,如有

    04-29
  • 肖特基二极管有什么特别之处?

    注| 文末留言有福利 提到低功耗、大电流、超高速半导体器件,很多工程师同学肯定能首先想到肖特基二极管(SBD)。 但是你真的会用肖特基二极管吗?和其他的二极管比起来,肖特基二极管又有什么特别之处呢?下面一起来 划重点 吧! 0 1 肖特基二极管的关键参数

    04-27
  • 分析实例:了解DC/DC变换器一些常见的问题

    先介绍几个应用实例从这些应用实例中,了解如何分析DC/DC变换器设计中的问题及解决方法,从常见的buck电路,在平时设计和调试过程中,从DCDC变换器性能,功能设置,控制环设计,板子布局和测试技巧,通过这些分析实例能了解DCDC电路中在试机阶段快速解决掉一

    04-26
  • 图解BUCK电路及PCB布局

    Buck架构: 当开关闭合的时候: 当开关断开的时候: 根据伏秒平衡定理可得: (Vin-Vout)*DT=Vout(1-D)T===>Vin/Vout=D<1 在实际DCDC应用中: 当Q1闭合的时候,在图1-a中,红线示出了当开关元件Q1导通时转换器中的主电流流动。CBYPASS是高频的去耦电容器,CI

    04-25
  • 开关电源公式与对应电路

    1 Buck 变换器的功率器件设计公式 (1):Buck 变换器的电路图: (2):Buck 变换器的主要稳态规格: (3):功率器件的稳态应力: -- 有源开关 S: -- 无源开关 D: 上述公式是稳态工作时,功率器件上的电压、电流应力。选择功率器件时,其电压耐量可放一个

    04-23
  • 为什么PWM驱动芯片用图腾柱?

    推挽电路的应用非常广泛,比如单片机的推挽模式输出,PWM控制器输出,桥式驱动电路等。推挽的英文单词:Push-Pull,顾名思义就是推-拉的意思。所以推挽电路又叫推拉式电路。 图1:锯木头 推挽电路有很多种,根据用法的不同有所差异,但其本质都是功率放大,增

    04-23
  • 开关电源的输入滤波器(共模、差模)

    开关电源的输入滤波器 开关电源的输入滤波器是针对共模噪声和差模噪声,分别采用适合不同噪声特性的滤波器。 差模滤波器 共模滤波器采用电容器、电感、铁氧体磁珠和电阻等。图例中是使用了LC的π型滤波器。各部件对噪声具有如下作用: 电容器:将噪声电流旁路

    04-21
  • 入门级电源工程师常遇到的问题

    先上图 一些入门级的电源工程师常遇到这样一个问题,在电路图中的Vcc接芯片的地方加入了一个12V左右稳压管。目的是为了保证芯片的电压上限,意图很明确,稳压管能够保护芯片不会因为电压过高问题而烧毁。看上去没啥毛病,但实际上很危险。 我们一起来初步分析

    04-19
下载排行榜
更多
广告
X
广告