在汽車應(yīng)用中怎樣高效地產(chǎn)生高壓電源軌?
圖2. 通過(guò)連接兩款器件來(lái)支持4相操作,滿足更高功率應(yīng)用的要求
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MASTER IC主 IC
SLAVE IC從 IC
參考電壓控制和音頻包絡(luò)跟蹤
升壓控制器輸出電壓可使用1.6V片上參考電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),或者可將其調(diào)節(jié)到用于驅(qū)動(dòng)控制回路的外部跟蹤電壓。ISL78227和ISL78229控制器的獨(dú)特之處在于,用于驅(qū)動(dòng)跟蹤功能的外部信號(hào)可配置為模擬電壓或PWM信號(hào)。這些TRACK(跟蹤)功能動(dòng)態(tài)地支持輸出升壓電壓的變化。這些控制器包括負(fù)電流限制和保護(hù)功能,這在包絡(luò)跟蹤從較高電壓流向較低電壓時(shí)非常有用。
輸出升壓電壓的任務(wù)本來(lái)是跟蹤控制信號(hào),但當(dāng)從較高電壓變?yōu)檩^低電壓時(shí),必須對(duì)輸出電容放電,以使電壓下降。如果負(fù)載本身未消耗足夠多的電流,則同步FET可幫助輸出電容放電,無(wú)需擔(dān)心由于過(guò)量電流而造成 FET損壞。這是因?yàn)閮煽羁刂破鞫及ㄡ槍?duì)這類條件的負(fù)電流限制和保護(hù)電路。
對(duì)于電源電壓在寬范圍內(nèi)快速變化的音頻應(yīng)用,能夠支持包絡(luò)跟蹤而不用擔(dān)心出現(xiàn)過(guò)量反向電流的特性是非常有用的。在音頻應(yīng)用中,TRACK(跟蹤)信號(hào)可用于控制升高的輸出電壓,使其可跟蹤音頻放大器的信號(hào)振幅變化。這可使電源電壓保持平穩(wěn),防止在負(fù)載變化時(shí)出現(xiàn)短時(shí)脈沖波干擾,從而防止來(lái)自音頻功率放大器的爆裂聲。
記住,如下式所示,輸送到揚(yáng)聲器的功率是放大器峰值輸出電壓的函數(shù):
在汽車音頻功率放大器應(yīng)用中,升高12V電池電壓的做法很常見。這些升壓控制器能夠?qū)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/電池">電池電壓升高到48V或任意需要的電壓,以支持音頻功率放大器的功率水平。音頻放大器功率在100-800W范圍是非常普遍的。一些優(yōu)質(zhì)音頻系統(tǒng)的多聲道系統(tǒng)可能包括30-40W的放大器,和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)重低音音箱的更高功率的放大器。
在模擬式音頻放大器中,如果電源電壓僅大到足以支持音頻信號(hào),則效率可以得到提高。數(shù)字式音頻放大器的效率改善取決于數(shù)字式放大器架構(gòu)。
PMBus控制
圖 3所示的ISL78229升壓控制器包括一個(gè)PMBus接口,該P(yáng)MBus接口可以幫助設(shè)計(jì)工程師的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)ISO 26262合規(guī)并達(dá)到汽車安全完整性等級(jí)(ASIL)要求。PMBus接口在需要實(shí)時(shí)遙測(cè)、向微控制器報(bào)告錯(cuò)誤和系統(tǒng)控制等功能的系統(tǒng)中很有用。它為遠(yuǎn)程啟用或禁用升壓控制器以及監(jiān)測(cè)和報(bào)告諸如輸入電壓、輸入電流和輸出電壓等變量提供了一條途徑。此外,該升壓控制器還包括一個(gè)引腳來(lái)支持對(duì)外部負(fù)溫度系數(shù)(NTC)電阻的測(cè)量,以便監(jiān)測(cè)溫度。然后,它對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化,同時(shí)也可通過(guò)PMBus來(lái)報(bào)告讀數(shù)。另外還可設(shè)置用于外部溫度監(jiān)測(cè)的過(guò)溫故障限值。
圖3. 帶PMBus控制的ISL78229典型應(yīng)用
該升壓控制器還具有故障報(bào)告功能,如輸入過(guò)壓、輸出過(guò)壓或輸出欠壓、過(guò)流及過(guò)溫故障。每項(xiàng)功能均可通過(guò)PMBus進(jìn)行監(jiān)測(cè)。增加PMBus接口幫助避免了對(duì)專用遙測(cè)電路的需要。
結(jié)論
ISL78227/29 多相55V同步升壓控制器提供了許多功能特性,可滿足許多不同的電源系統(tǒng)要求。這些功能特性單獨(dú)來(lái)看可能無(wú)足輕重,但將它們組合在一起,整體的作用要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)各自作用之和。用于起-停系統(tǒng)、干線音頻放大器和車窗除霜裝置的電壓質(zhì)量模塊,只是少數(shù)幾種需要穩(wěn)定升壓控制器解決方案的高電壓應(yīng)用。
評(píng)論