創(chuàng)新車載半導體電源IC技術,突破低功耗瓶頸
圖4:低待機電流化的瓶頸為了抑制消耗電流必須內置大電阻,這樣無法比以往產(chǎn)品實現(xiàn)進一步小型化,從而導致芯片尺寸增加、制造成本增加。這對于低成本化來說是巨大的障礙。另外,內置大電阻時,可能容易受到外部噪音的影響。
另外,即使不是大電阻,由于采用低消耗電流技術的電源IC的電流值很小,更容易受外部噪音的影響。因此,確保產(chǎn)品的抗噪音性能比以往任何時候都尤顯重要。
其次,還有電路響應性惡化問題。減少電路電流就會減少驅動電流,直接導致電路動作延遲。因此,擔心IC輸入變動時的輸出穩(wěn)定性等會因電路動作延遲而比以往惡化,還擔心導致IC啟動時的延遲啟動時間增加。電源IC的輸入端子直接連接于電池,電池電壓雖然在一定程度上保持穩(wěn)定,但并不能定位為穩(wěn)定的電源裝置。特別是當發(fā)動機啟動時和車輛的各功能工作時,電池電位會變動。所以,輸入電壓變動時的輸出電壓穩(wěn)定性是重要的特性。
再者,高溫工作下容易受泄漏電流的影響,這也是問題之一。泄漏電流雖然微小,但由于內置前述大電阻,因此泄漏電流與內置電阻產(chǎn)生的電壓引起誤動作的可能性很高。
羅姆的新商品群BD7xxLx系列針對這些瓶頸、擔心,利用一直以來積累的待機電流電路技術,通過導入新電路、優(yōu)化布局等,成功開發(fā)出實現(xiàn)業(yè)界頂級低消耗電流、同時具備與以往電源IC同等的基本特性的商品。
該系列商品的產(chǎn)品陣容中,具備3.3V、5.0V兩種輸出電壓,根據(jù)用途具備200mA與500mA兩種輸出電流能力。封裝為SMD封裝、支持基板更節(jié)省空間的SOP型封裝等,從小型封裝到散熱特性卓越的封裝,具備滿足客戶使用用途的強大陣容(圖5)。
圖5:BD7xxLx系列產(chǎn)品陣容SLLM推進開關電源的低待機電流化
在開關電源領域,羅姆正在開發(fā)實現(xiàn)20μA待機電流的系列產(chǎn)品。不僅實現(xiàn)以往開關電源在重負載時的高效率,而且通過SLLM(Simple Light Load Mode:簡單輕負載模式)在輕負載時也可實現(xiàn)低消耗電流、高效率,其特點是有助于上述LDO同樣待機電流的設計。
開關電源的低待機電流化也存在與LDO同樣的瓶頸,但開關電源還存在比LDO電路結構復雜且構成要素較多的問題,由于驅動IC的消耗電流要素增加,而且正在進行開關動作,因此降低開關電路的功耗通常較為困難。另外,在過負載時通過開關動作可以抑制功率損耗,但輕負載時很難保持其效率。
本系列產(chǎn)品,在負載小時自動切換為SLLM。這種SLLM是抽取不要的開關脈沖,在下一次開關開始之前的區(qū)間,僅由必要的、最低限度的控制電路工作,其他電路在低消耗電流狀態(tài)下待機。
羅姆的車用開關電源,通過導入這種SLLM,實現(xiàn)了輕負載時的低功耗化,而且過負載時的功耗與以往產(chǎn)品相比也能保持一樣的效率。
開關電源與系列電源相比,因其高效性被定位為配件使用數(shù)量增加帶來的發(fā)熱、負載電流增加等問題的有效對策。系列電源與開關電源相比,因外置配件較少、電路結構簡單等而在成本方面占有優(yōu)勢。系列電源與開關電源往往根據(jù)情況被區(qū)分使用,但今后開關電源應該會成為低功耗電源的主流。
綜上所述,作為羅姆未來的開發(fā)方向,將是針對低功耗設計的市場需求,不僅降低電路電流,而且通過提高開關電源的功率轉換效率(90%以上)和開關動作頻率(2MHz以上),從而實現(xiàn)高響應性以及線圈電容等配件的小型化等,不斷加強完善羅姆產(chǎn)品陣容的開發(fā)。(end)
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