概述汽车电子BD9P系列产品的功率转换芯片技术

汽车起重机 3年前 ( 2020-12-17 20:08:03 ) 0条评论
摘要: 随着汽车电子化、电气化进程的加快,汽车中的电子内容越来越多,系统也越来越复杂,比如Roma。汽车电子产品涵盖许多领域,包括发光二极管照明、自动数据采集系统、车载信息娱乐和仪表板...

随着汽车电子化、电气化进程的加快,汽车中的电子内容越来越多,系统也越来越复杂,比如Roma。汽车电子产品涵盖许多领域,包括发光二极管照明、自动数据采集系统、车载信息娱乐和仪表板、电子控制单元、电动汽车和电力系统。

罗姆半导体(上海)有限公司技术中心主任朱沙金表示,传统燃油车的电源包括发电机和电池,电压范围一般在10-16V左右。但汽车电子中各元件的工作电压范围不同,需要一次和二次功率转换的多级降压来保证各芯片的正常工作。

针对下一代汽车技术,朱沙金总结了功率转换芯片的四大特点,包括提高功率转换效率和低功耗工作;提高耐压能力,支持大电流;提高集成度,减少外围元器件数量/小型化;以及保护功能和长期高可靠性稳定运行。

BD9P系列产品的三大特点是“运行稳定、效率高、降压率高”。朱沙金总结了BD9P产品的三大技术亮点。

稳定工作

稳定运行是指即使在电池电压波动时,也不会产生较大的超调,使系统输出能够稳定。朱沙金说,特别是在汽车起停的瞬间,电压波动很大。当电压由波动变为恢复正常时,输出电压会超调,产生输出尖峰,一方面会影响系统的稳定性,严重时甚至会导致负载器件击穿损坏。

如图所示,罗姆的新产品稳定性更好,采用了全新的输入电压检测方法,可以提高芯片对电池电压变化的检测精度和速度。“目前客户一般使用较大的输出电容来处理过冲电压,BD9P可以避免使用过冲电容,从而降低客户整体成本,增加可靠性。”朱沙金总结道。

高效率

BD9P除了响应快,还降低了内部消耗电流,仅为10 A,特别是对于轻负载,转换效率比竞争产品有很大提高。朱沙金说:“BD9P可以在较宽的负载电流范围内实现高效转换,无论是汽车行驶还是发动机启动,都可以实现较低的功耗,实现节能。”

高降压比

利用罗姆公司获得专利的纳米脉冲控制技术,可以实现更高的输入电压和输出电压之间的压降比。“乘用车12V系统的最大电压可以高达40V。如果保证输出电压5V或3.3V在40 V,则需要高的压降比。”朱沙金介绍道。

此外,纳米脉冲控制技术也可以实现更快的开关频率。目前,BD9P工作在2兆赫兹,避免了高达1.84兆赫兹的调幅广播频带的干扰,同时,这种技术也可以提高峰值噪声,从而有效提高电磁兼容性/电磁干扰。

纳米脉冲控制技术显著改善噪声

朱沙金表示,传统单片机DC/DC的典型开启时间约为120ns,而采用纳米脉冲控制技术的产品开启时间可降至9ns,是世界上最小的一项突破性成果。这项技术的另一个主要优点是可以在极窄的脉冲宽度下稳定控制。BD9P的频率只有2MHz,未来频率更高的4MHz或8MHz的产品才能展现出纳米脉冲控制的优势。在较高频率下,线圈尺寸可以大大减小,系统稳定性可以提高,成本可以降低。

评估板缩短开发周期

为了方便客户的测试和评估,罗姆在BD9P发布时准备了一个单一的产品评估板。此外,还介绍了整体解决方案的参考设计形式的评估环境,包括整体解决方案可以评估的电磁兼容、供暖、功能安全等一系列问题。

如图所示,REFRPT001指的是设计评估板,它是为车辆中的ADAS和信息娱乐系统开发和设计的电源解决方案。除BD9P外,还配有其他电源监控IC、一次和二次电源转换产品、分立产品等。从而实现从电池到SoC终端设备的完整供电解决方案。

同时,罗马官网还提供了相关仿真报告、测试报告、EMC报告、工具下载及原理图、PCB布局、选型手册等。同时,Roma还推出了ROHM Solution Simulator在线模拟工具,方便客户进行在线模拟计算。

更完备的产品组合和路线图

正如评估板所示,罗马通过其广泛的产品组合满足了客户对一站式电源的需求。

如图,对于ADAS ECU应用,Roma可以提供包括电源管理、保护、接口、信号调理和控制等全方位的配合。

朱沙金表示,这次发布的BD9P产品是一款初级电源产品,客户在选择这款应用时主要考虑功耗、EMC等特性,不需要多考虑与主芯片的匹配。与此同时,罗马正与一些大型足球制造商合作,开发和匹配独家PMIC产品。

未来,随着SoC的计算能力不断提高,功耗越来越高,电压越来越低,Roma将继续开发更高电流、更低电压的转换器或控制器。

朱沙金的结论是,罗姆强调的是垂直集成的生产系统,它凝聚了电路设计、工艺和布局三项先进的仿真技术。通过结合这三个优势,我们可以开发超高科技产品来满足客户和市场的需求。

编辑:hfy