近年由于节能意识抬头,各领域皆为了减低功率切换损失而不遗余力,也因此在汽车业界,目前搭载耗油量改善效果比传统12V电源系统高、有安全性考量之48V电源系统的油电混合车﹙Hybrid car﹚备受瞩目。
不过,驱动一般车用MCU或控制系统所必要之3.3V或5V并没有可以从48V直接降压之高降压比电源IC,必须制造12V等中间电压以2阶段方式降压。另一方面,为了避免影响广播频段,同时也需要2MHz以上的高频运作。
为了做出这种符合「高输入、低输出、高频率动作」等市场需求,必须将开关启动时间变短,然而传统的方法容易受到杂讯影响,开关启动时间难以极小化。
ROHM株式会社已成功研发可以从汽车或工具机等需求高涨之48V高输入电压直接降压到3.3V或5V等低电压的DC/DC转换IC技术。本技术内建高耐压MOSFET,可承受80V高电压,亦藉由独家脉冲控制技术来达成20ns的业界最小启动﹙switching on﹚时间。也因此,电源系统可以一面使用2MHz之固定开关频率﹙switching frequency﹚一面从48V稳定降压到3.3V。
由于大幅提升了降压比,因此除了不需要藉由第二电源IC等进行中间切换外,亦将轻易做到以电流模式控制之相位补偿,大大提升对各种应用之高效率化及小型化、并减轻设计负担。
运用最小开关启动时间,协助汽车或工具机的稳定运作
最小开关启动时间,让降低稳定电压化为可能
此次由于活用短时间控制脉冲的ROHM独家技术,成功做到了传统产品1/6的业界最小开关启动时间20ns。因此,可以从48V电源系统以3.3V稳定输出电压驱动各功能。此外,亦将驱动频率固定为无线AM频段1.84MHz(MAX)范围外的2MHz,无须担心频率的干扰。
利用电流模式控制,轻易实现相位补偿
类似DC/DC转换器般之开关电源拥有反馈控制电路,需要相位补偿来防止异常振荡。电流模式控制可以轻易设定相位补偿,但另一方面则有开关启动时间变短且控制本身变难的课题。本IC由于采用了能以短脉冲幅控制电流的电流模式,故可轻易实现相位补偿,对减轻整机设计负担有所贡献。在广泛的输入电压范围中,只要2个零件即可实现稳定运作。
藉由高输入电压范围来应对广泛应用
由于采用ROHM高耐压MOSFET,相较于传统制品,成功将输入电压范围扩大到约4.6倍的12~65V,因此可供应车用装置到工具机等广泛应用。
采用散热性高的小型封装
耐压的提升将产生散热问题,一直以来都难以小型化。不过,VQFN24SV4040由于底部散热,故可以采用4.0 x 4.0 x 1.0mm之封装,相较于传统产品,缩小了54%。
搭配各种保护功能,确保安全性
与传统产品同?也搭配了以下保护功能,可让IC安全驱动。
* 应对AEC-Q100
* 过电流保护功能
* 低输入误动作防止功能
* 高输入误动作防止功能
* 输出过电压保护功能
* 温度保护功能
* 负载短路保护功能
名词注释
*DC/DC转换器: 电源IC的一种,将电压从直流(DC)转换至直流。一般存在有降低电压之降压及提升电压之升压。
*脉冲﹙Pulse): 拥有一定幅度之矩形波。藉由改变脉冲幅度,可以控制电流或电压。
*相位补偿: 稳定电源电路使其运作并将输出电压保持稳定所必要之电路。