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ROHM推出耐电池电压波动的车载一次DC/DC转换器“BD9P系列”

2020-11-20 09:51 · 稿源:厂商

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向ADAS(高级驾驶辅助系统)相关的传感器、摄像头、雷达、汽车信息娱乐系统及仪表盘等,开发出包括 12 款机型在内的车载一次*1DC/DC转换器*2 “BD9P系列”产品。

近年来,汽车的电子化进程突飞猛进,但由于汽车的电池和发电机能够提供的电力有限,因此对降低功耗的要求越来越高。另外,从电池和发电机输出的电压存在较大波动。而负责控制供电的电源IC,却一直很难同时实现有助于稳定工作的高速响应和有助于节能的高功率转换效率。

新产品采用ROHM自有的电源技术“Nano Pulse Control TM※”,并采用新型控制方式,同时具备原本存在矛盾关系的高速响应和高效率优势,已获得各车载产品制造商的高度好评。

※Nano Pulse Control TM是ROHM Co.,Ltd.的商标或注册商标。

“BD9P系列”可在电池的输入电压波动时稳定工作,与普通产品相比,能够将电压波动时的输出过冲抑制在1/ 10 以内,因此不再需要添加以往作为过冲对策所必需的输出电容器。

另外,新产品通过采用新型控制方式,同时具备了通常被认为存在矛盾关系的高速响应和高效率优势。不仅在高负载时的功率转换效率高达92%(输出电流1A时),而且在轻负载时的功率转换效率也达到85%(1mA时),从轻负载到高负载都实现了非常出色的高效率,这将非常有助于进一步降低行驶时和引擎停止时的功耗。

不仅如此,新产品与连接在它后段的二次DC/DC转换器“BD9S系列”相结合,还可组成高效且高速的车载电源电路。这些方案已经作为ROHM提供的参考设计方案公布在官网上。通过灵活利用参考板、各种工具以及ROHM免费提供的在线仿真工具“ROHM Solution Simulator”,还可以实施接近实际使用的仿真,并大大减少应用产品的设计负担。

新产品已于 2020 年 10 月开始以月产 5 万个的规模投入量产(样品价格 500 日元/个,不含税)。

未来ROHM将继续开发有助于进一步降低功耗和提高系统可靠性的产品,不断为汽车行业的发展贡献力量。

<特点详情>

新产品是通过采用“Nano Pulse Control TM”技术实现了非常高的降压比,并可高效率且稳定工作的DC/DC转换器。新产品还支持汽车电子产品可靠性标准AEC-Q100,在严苛的车载环境中也可以确保高可靠性。

1.即使电池电压波动时也不会过冲,可稳定工作

当从输入电压低于输出设置电压的状态恢复到波动前的电压时,会发生输出电压过冲问题,这是一直以来存在的一个课题,而新产品能够将该过程抑制在1/ 10 以内,故不再需要普通产品作为过冲对策需要添加的输出电容器。因此,即使在起动时发生电池电压突发波动的情况下,设备也可以稳定工作。

2.在更宽的负载电流范围实现高效率,有助于进一步降低应用产品的功耗

新产品同时具备高速响应和高效率优势,而这两项通常被认为是矛盾的。采用以往技术的电源IC,为了确保高速响应性能,需要较大的驱动电流,在轻负载时很难同时兼顾高速响应和高效率。新产品搭载了采用新型控制方式的电路,用低于普通产品的驱动电流即可充分实现高速响应。这不仅使高负载时的转换效率高达92%(输出电流1A时),而且使轻负载时的转换效率也达到85%(1mA时)。从轻负载到高负载均实现了非常出色的高效率,因此无论是引擎停止时还是行驶时,都非常有助于降低应用产品的功耗。

3.采用Nano Pulse Control TM技术,实现高降压比和稳定工作

新产品采用ROHM自有的超高速脉冲控制技术“Nano Pulse Control TM”,始终在不干扰AM广播频段(1.84MHz Max.)的2.2MHz工作,对于最大40V的高电压输入,还实现了由后段元器件驱动的3.3V~5.0V级稳定输出。此外,还内置展频功能,可降低噪声峰值,因此非常适用于对辐射噪声要求尤为严格的车载应用。

4. 提供有助于减少配套产品开发工时的工具

ROHM公布的参考设计和“ROHM Solution Simulator”,有助于大大减少在电路设计、电路板设计、降噪设计、热设计、仿真等各设计阶段的设计工时。

●参考设计

包括新产品“BD9P系列”在内的参考设计,涵盖了ADAS/信息娱乐功能所需的电源系统,不仅已完成标准的电气特性测试,还完成了EMC测试、热测试等测试。此外,还公布了评估报告和各种工具,包括设计数据、所搭载产品的仿真模型、PCB CAD用的符号等。而且,通过使用参考板“REFRPT001-EVK-001”,还可以轻松进行实机确认。

公布的各种工具

・设计数据(电路图、BOM、PCB数据等)

・仿真模型(SPICE模型、热仿真用模型)

・PCB库(CAD工具用的符号、引脚焊盘等)

●ROHM Solution Simulator

“ROHM Solution Simulator”是一款能够在电路解决方案上一并验证功率元器件(功率半导体)、驱动IC及电源IC等产品的在线仿真工具。ROHM提供包括新产品在内的参考电路图作为部分参考设计,并提供各种工具来支持客户的开发。

<BD9P系列的产品阵容>

新产品包括输出电压3.3V、5.0V及可调型系列产品,可支持广泛的电路类型。

<应用示例>

◇ADAS的传感器、摄像头、雷达

◇汽车信息娱乐系统、仪表盘、BCM(车身控制模块)等

汽车中要求小型、高效、高可靠性的应用

<关于Nano Pulse Control TM>

Nano Pulse Control TM是在ROHM的垂直统合型生产体制下,凝聚“电路设计”、“布局”、“工艺”三大先进的模拟技术而实现的超高速脉冲控制技术。该技术使得以往必须由两枚以上电源IC构成的从高电压到低电压的电压转换,仅由“一枚电源IC”即可实现,这非常有助于12V级电源系统(燃油汽车和xEV等)和48V级电源系统(轻度混合动力汽车、工业机器人及基站的辅助电源等)驱动的应用产品实现小型化和系统简化。

<术语解说>

*1)一次(Primary)

在电源IC中,从电池等电源的角度来看,负责第 1 级转换的称为“一次(Primary)”,负责之后的第 2 级转换的称为“二次(Secondary)”。

*2)DC/DC转换器

属于电源IC的一种,具有将直流(DC)电压转换为直流电压的功能。

也称为“开关稳压器”,通过开关来生成输出电压。一般功率转换效率比较优异,主要有用来降低电压的“降压型”和用来提升电压的“升压型”两种类型。

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