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TI的線性穩(wěn)壓器之TPS7B7701-Q1:為車載應(yīng)用保駕護航

電子設(shè)計 ? 來源:電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2022-01-20 11:27 ? 次閱讀

Other Parts Discussed in Post:TPS7B7701-Q1, TLE4275-Q1

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第五節(jié)TPS7B7701-Q1:為車載應(yīng)用保駕護航

與前面兩節(jié)提到的BUCK相比,在汽車領(lǐng)域中,低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)具有良好的電壓紋波抑制和電磁兼容性(EMC)性能,也是汽車應(yīng)用中最受歡迎的電子電源之一。

本文將會介紹LDO在汽車應(yīng)用中(如T-BOX)的各種規(guī)范,如需要滿足的參數(shù)、特性以及汽車標準等相關(guān)內(nèi)容,重點是與電池直流系統(tǒng)和非車載板級負載系統(tǒng)。此外還將介紹TI在汽車應(yīng)用中(如T-BOX)的LDO明星產(chǎn)品,TPS7B7701-Q1以及與它一樣優(yōu)秀的其他伙伴。

系統(tǒng)電池或前級電源均可為LDO供電,對于與電池直接連接的LDO要求更加嚴格:它必須通過國際標準化組織ISO 7637的標準,并且要能承受負載突降。 在工作期間,LDO可以通過車載系統(tǒng)中PCB走線或非車載系板級統(tǒng)中的電纜為目標負載供電。 對于非車載板級系統(tǒng),LDO必須保護自己免受各種潛在的電纜故障的影響。

目前的汽車設(shè)計,通常由12 V電池為系統(tǒng)供電。 系統(tǒng)運行需要穩(wěn)定的低壓電源,但不斷變化的負載和其他環(huán)境因素會導(dǎo)致12V電源變化。與汽車電池直連LDO,可將苛刻的高電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的低電壓輸出。大多數(shù)LDO輸出為3.3 V或5 V,或輸出可配置。與BUCK相比,LDO簡單易用; 一個輸出電容可確保設(shè)備的穩(wěn)定性。 同時,通過EMC測試并不困難,因為LDO的拓撲不會產(chǎn)生任何開關(guān)噪聲。

內(nèi)部拓撲

LDO是一種負反饋控制系統(tǒng),由信號采樣電路,信號處理電路和電源控制電路組成。電阻分壓器對輸出電壓進行采樣,然后將其與精確的內(nèi)部參考電壓比較。 這兩個信號之間的差異表示輸出電壓相對于目標值的偏移。 系統(tǒng)利用這種差異來控制通常為低RDS(on)的場效應(yīng)晶體管(FET),從而控制輸出值。為保證系統(tǒng)穩(wěn)定性,LDO有必要的補償電路,如圖1所示。

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圖- 1 LDO的內(nèi)部拓撲結(jié)構(gòu)

輸出電壓可調(diào)

如圖2所示,當存在反饋(FB)時,可通過外部電阻分壓來調(diào)節(jié)LDO的輸出電壓。由下式計算輸出電壓:

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其中V(FB)是內(nèi)部參考電壓,R1是連接在OUT和FB之間的電阻,R2是連接在FB和GND之間的電阻。

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圖- 2 LDO可調(diào)輸出應(yīng)用電路

汽車電池電壓特性

目前汽車主要使用12 V電池,而卡車和重型車輛使用24 V電池。 在實際應(yīng)用中,由發(fā)動機驅(qū)動的交流發(fā)電機為電池充電。如果電池由于電纜腐蝕、接觸不良或在發(fā)動機運行時斷開而導(dǎo)致電池斷開,則可能會發(fā)生負載突降。 根據(jù)ISO 7637-2標準測試脈沖5a,在12V系統(tǒng)中電池的最大瞬態(tài)電壓可能高達99 V,在24 V系統(tǒng)中可能高達198 V,持續(xù)約數(shù)百毫秒。 具體見圖3和表1中的詳細信息(來自ISO 7637-2-2004標準)。

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圖- 3 ISO 7637-2負荷突降測試脈沖A 表- 1 ISO 7637-2負荷突降測試脈沖A

在大多數(shù)新的交流發(fā)電機中,加入二極管可以抑制負載突降幅度。 通常在LDO的輸入前面放置一個抑制電路,如圖4所示。

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圖- 4汽車電池電壓抑制電路

在圖5例子中展示了一個在LDO的輸入端的真實的負載突降電壓。這里指定的抑制電壓為(Ua + 0.1Us + Us*)。在12V系統(tǒng)中,電池電壓通常會限制在40V以下。

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圖- 5 ISO 7637-2抑制電池電壓

直流參數(shù)

1) 靜態(tài)電流

靜態(tài)電流是輸入輸出之間的電流差,也就是LDO本身消耗的電流。 靜態(tài)電流對于防盜器系統(tǒng)等常開應(yīng)用至關(guān)重要。 在鑰匙斷開狀態(tài)期間,防盜系統(tǒng)仍在待機模式下運行并消耗電池能量。 因此,低靜態(tài)電流可以延長電池續(xù)航壽命。

雙極性晶體管和BCD(Bipolar/CMOS/DMOS)技術(shù)是兩種常見的LDO拓撲。 使用雙極性拓撲很難實現(xiàn)低靜態(tài)電流。 圖6是PNP晶體管LDO拓撲。 有部分電流流入晶體管的基極,這會導(dǎo)致能量損失。 NPN晶體管LDO需要電荷泵,這會導(dǎo)致額外的靜態(tài)電流。對于具有BCD拓撲的LDO,由于MOSFET是壓控器件,因此不存在基漏電流.沒有電流流入傳輸元件的柵極。 因此,靜態(tài)電流可以低得多。 圖7是一個PMOS結(jié)構(gòu)的LDO。

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圖- 6 PNP晶體管LDO 圖- 7 PMOSFET LDO

2) 壓差

在正常的LDO工作條件下,輸入電壓必須高于輸出電壓一個最小值。該增量值定義為壓差。在壓差模式下,LDO的功率FET在線性區(qū)工作。由下式可計算輸出電壓,其中RDS(on)表示功率FET的導(dǎo)通電阻。

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在汽車應(yīng)用中,當電池電壓降至6V時的啟動條件下,低壓差很重要。為了保持向MCU提供5V輸出,如圖8所示,LDO的壓差加上反向阻斷二極管的正向電壓需要小于1V。在TI的高壓LDO產(chǎn)品組合中有許多低壓差的LDO。例如,TPS7B6750-Q1室溫下在450mA負載的壓降僅為280mV。為了在450mA負載下保證5V穩(wěn)定輸出,輸入電壓必須高于5.28V。在如此低的壓差下,該器件可以在更寬的輸入電壓下工作。

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圖- 8汽車電池直接連接LDO簡化應(yīng)用圖

3) 溫度范圍

對于汽車級應(yīng)用的器件(包括LDO在內(nèi)),數(shù)據(jù)手冊通常要指定工作環(huán)境溫度范圍。根據(jù)汽車電子理事會(AEC)Q-100標準,如表2所示,總共有四個等級(0、1、2和3)。

0級是最高等級。 此等級的器件可以在150°C下運行。 0級設(shè)備通常用于非常惡劣的汽車環(huán)境,例如動力總成系統(tǒng)。

1級器件是汽車系統(tǒng)中最常見的器件級別。

2級器件旨在滿足某些對系統(tǒng)安全性要求不高的要求,例如信息娛樂系統(tǒng)。

3級在汽車應(yīng)用中并不流行,因為空車中的環(huán)境溫度通常高于85oC。

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表- 2 AEC Q-100的溫度等級為0、1、2和3

特性

1) POWER GOOD

為了確保系統(tǒng)正常,在采取任何進一步措施之前,必須準備好MCU電源。 該要求需要驅(qū)動MCU的LDO具備POWER GOOD功能,如圖9。

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圖- 9 LDO POWER GOOD應(yīng)用電路

2) 輸出電壓欠壓復(fù)位

輸出電壓欠壓復(fù)位 (OVUVR) 是LDO的自檢功能。 系統(tǒng)必須確認MCU供電正確,以避免邏輯錯誤。 LDO使用OVUVR對此電源檢查。

如圖10所示,LDO持續(xù)監(jiān)控其輸出,一旦輸出電壓低于內(nèi)部閾值,LDO就會自檢其根本原因。 在消除了系統(tǒng)噪聲影響之后,LDO會對MCU的復(fù)位。

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圖- 10 LDO低壓復(fù)位

3) 上電復(fù)位延遲

MCU需要合適的電源電壓和準確的時序參考。 LDO可通過上電復(fù)位功能來確保時序。在大多數(shù)情況下,MCU時序參考來自晶振。 上電后,MCU需要1-10 ms的時間才能穩(wěn)定并生成準確的時序時鐘。 在晶振穩(wěn)定的過程中,MCU必須保持復(fù)位狀態(tài)。目前的LDO提供上電復(fù)位延遲功能。 圖11詳細說明了此功能的邏輯流程。 LDO首先為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的輸出電壓,并且僅在預(yù)設(shè)延遲后關(guān)閉POWER GOOD信號。 此功能可以在完全啟用MCU之前先幫助MCU的內(nèi)部晶振上電。

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圖- 11 LDO開機重置行為

4) 上電復(fù)位延遲時間

調(diào)整上電復(fù)位延遲時間需要一個額外的延遲引腳。 在POWER GOOD為高電平之前,可通過延遲引腳上的外部電容設(shè)置定時器延遲。恒定的輸出電流I(CHG)為外部電容器C(DELAY)充電,直到延遲引腳上的電壓超過閾值V(TH)來觸發(fā)內(nèi)部比較器

上電復(fù)位延遲時間t(POR)由延遲引腳上C(DELAY)的充電時間定義,如下式所示:

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假定LDO具有表3所示的上電復(fù)位參數(shù)。

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表- 3上電復(fù)位參數(shù)示例

在延遲引腳上連接一個100nF電容器后,根據(jù)公式計算出的上電復(fù)位延遲時間為:

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5) 看門狗定時器

看門狗定時器是系統(tǒng)中的一項重要功能。由于人們無法一直監(jiān)視以安全性為首要任務(wù)的系統(tǒng),而 看門狗定時器功能可以一直監(jiān)視MCU的工作并驗證其正常運行。 在圖12中,LDO為MCU提供看門狗服務(wù)。 在正常情況下,MCU會定期“喂狗”。如果沒有定期“喂狗”,則MCU處于異常狀態(tài)。 在這種情況下,看門狗定時器會將MCU重置為已知狀態(tài)并強制執(zhí)行新的邏輯序列。

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圖- 12 LDO監(jiān)視計時器應(yīng)用程序圖

對于使用內(nèi)部看門狗的MCU而言,可靠性還不夠。失控軟件可能會對內(nèi)部看門狗定時器控制器進行重新編程。一個好的看門狗應(yīng)該獨立于它試圖保護的MCU。

有兩種集成看門狗定時器的LDO類型:標準定時器和窗口定時器。 圖13和14展示了兩者的區(qū)別。MCU可能會陷入發(fā)射頻率高于其正常狀態(tài)的脈沖的例程中。標準看門狗無法檢測到此潛在錯誤,因此會將信號解釋為有效。

為了解決此問題,一種更高級的看門狗,稱為窗口看門狗定時器,同時監(jiān)視最小和最大脈沖周期。 如果在一定時間范圍內(nèi)沒有發(fā)生看門狗脈沖,窗口看門狗將復(fù)位MCU。

圖14是窗口監(jiān)視計時器流程圖。為了防止在打開窗口或看門狗初始化狀態(tài)期間看門狗定時器發(fā)出故障信號,必須在WD引腳上產(chǎn)生一個上升沿。 在關(guān)閉的窗口中不應(yīng)接收任何服務(wù)信號,因為此時看門狗定時器在通過相應(yīng)引腳上的電阻進行編程。

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圖- 13窗口監(jiān)視計時器序列圖 圖- 14窗口監(jiān)視計時器流程圖

6) 使能信號

在電池供電應(yīng)用中(包括汽車電池直連的LDO在內(nèi)),效率至關(guān)重要。在非操作模式下,系統(tǒng)模塊通常會將其功耗降低到極低的水平。 如圖15所示,對使能(EN)引腳加低電平可節(jié)省LDO功耗。當系統(tǒng)需要上電時,可以通過對EN引腳加高電平來喚醒LDO。

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圖- 15 LDO啟用應(yīng)用程序圖

7) 預(yù)先警告

在斷電之前,系統(tǒng)必須采取措施將關(guān)鍵信息存儲到EEPROM中。 通常情況下,MCU控制斷電順序,并且有足夠的時間遵循正確的順序,但是在某些情況下,外圍阻力導(dǎo)致斷電,LDO必須向MCU發(fā)送即將到來的功率下降的預(yù)警,使MCU有時間存儲數(shù)據(jù)。圖16顯示了具有預(yù)警功能的典型LDO應(yīng)用的示例。

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圖- 16 LDO早期警告應(yīng)用圖

預(yù)警功能通過將分壓后的輸入電壓與內(nèi)部參考電壓進行比較來監(jiān)視輸入電壓。圖17顯示了當SI引腳上的電壓降至檢測低閾值以下時的預(yù)警功能。檢測輸出引腳產(chǎn)生低電平有效信號。當SI引腳上的電壓上升到高于檢測高閾值時,檢測輸出引腳會產(chǎn)生一個高電平有效信號。

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圖- 17預(yù)警行為

若要設(shè)置閾值電壓以觸發(fā)預(yù)警,可使用下式計算外部電阻分壓器的比值:

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保護

1) 限流和熱關(guān)斷

在汽車應(yīng)用中,安全性和可靠性始終是首要任務(wù)。 LDO在故障狀態(tài)下進行自我保護很重要。最可能的系統(tǒng)故障是輸出短路到GND,這可能是由于連接器短路或焊錫問題引起的。為了防止輸出短路到GND造成LDO損壞,電流限制和熱關(guān)斷保護是必要的。圖18顯示了具有電流限制和熱關(guān)斷保護的LDO的典型框圖。閉環(huán)實現(xiàn)電流限制,并將調(diào)節(jié)器的輸出電流與內(nèi)部電流基準進行比較。當輸出電流超過電流限制時,PMOS柵極和源極之間的電壓差Vgs被鉗位在一定水平,這限制了流過傳輸元件的電流。

接地短路會觸發(fā)電流限制。由于高電壓降和電流會在調(diào)節(jié)器上積聚大量熱量,因此結(jié)溫會升高,并可能損壞器件,這就是為什么熱關(guān)斷保護至關(guān)重要的原因。當結(jié)溫高于熱關(guān)斷閾值時,器件將關(guān)閉,該閾值對于汽車1級器件而言通常為175oC。盡管這是一個典型值,但其他器件可能具有不同的跳變點。冷卻后,器件自動重啟,典型滯后為15oC,如圖19所示。

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圖- 18 LDO電流限制和熱關(guān)斷內(nèi)部電路 圖- 19熱關(guān)機行為

2) 反極性保護

以下幾種可能的情況都可能導(dǎo)致反極性情況:

當輸出電壓高于輸入電壓時。

在施加正輸出電壓的同時打開輸入時。

當輸入電壓為負而輸出有接地路徑時。

圖20是反極性的例子。電流可能流入穩(wěn)壓器的GND引腳或輸出引腳。對于不同的元件和器件電路架構(gòu),需要不同類型的保護。

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圖- 20 LDO反向電池連接

具有單個MOSFET晶體管通過LDO(NMOS和PMOS)都沒有提供反極性保護,如圖21-22所示。反向電流可能會在反向極性條件下流過MOS的體二極管。反向電流不受限制,并可能導(dǎo)致器件損壞。所以在器件輸入端需要串聯(lián)二極管,同時也要需要考慮串聯(lián)二極管的壓差,最好是具有低正向電壓的肖特基二極管。

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圖- 21極性反接下的LDO內(nèi)部電流(NMOS) 圖- 22極性反接下的LDO內(nèi)部電流(PMOS)

可以將負電源電壓施加到帶有PNP晶體管的穩(wěn)壓器上。 PNP晶體管在反極性條件下限制反向電流;因此,在輸入端不需要反向保護二極管。圖23顯示了TLE4275-Q1的內(nèi)部框圖,采用PNP雙極架構(gòu)設(shè)計。

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圖- 23雙極LDO內(nèi)部框圖(PNP晶體管)。

反極性保護是板載負載電源LDO必須具備的性能。長電纜用于連接LDO輸出和外部負載。在惡劣的汽車環(huán)境中,電纜很可能會折斷甚至與電池短路。在這種情況下,如果LDO輸入連接至低于電池電壓的電壓軌(如BUCK輸出),則會發(fā)生反極性。

具有背對背MOSFET拓撲的穩(wěn)壓器在反極性條件下檢測輸出電壓。如果輸出電壓高于輸入電壓,則兩個MOSFET都將立即關(guān)斷。 PMOS的體二極管靠近穩(wěn)壓器的輸入,因此可以阻止反向電流。圖24為這種LDO的內(nèi)部框圖。

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圖- 24背對背MOSFET LDO內(nèi)部框圖

3) 電感負載鉗位

電感負載鉗位保護對于為電感負載供電至關(guān)重要。例如,帶有電感電容LC濾波器天線LDO連接到輸出,或者是如果使用長電纜的跟蹤LDO,寄生電感連接到輸出。

當LDO掉電時,如果負載是感性的,則輸出上會出現(xiàn)一個負電壓,因為電感會阻止電流的變化。圖25顯示了掉電期間LC振蕩的典型示例。如果負電壓超過穩(wěn)壓器輸出引腳的絕對最小電壓(如-0.3V),則可能會造成損壞。

在LDO的輸出和GND之間添加一個二極管,可將負電壓鉗位到某個電壓(如-0.3V)。某些LDO在其結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)了隔離二極管,以節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計工作,如圖26所示。

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圖- 25電感負載掉電行為 圖- 26 LDO OUT處的內(nèi)部電感鉗位二極管

應(yīng)用選擇

1) 電容

汽車系統(tǒng)通常使用三種類型的電容:

陶瓷電容:具有更小的封裝和更低的靜電電阻(ESR)(大約數(shù)十毫歐);但是,它不能提供較大的容值或不能承受較高的工作電壓。

電解電容:容值大,可以承受較高的工作電壓,但ESR性能較差。當溫度降低時,ESR可能會升至10歐姆以上

鉭電容:ESR特性在其使用壽命中既穩(wěn)定又準確,但同時也更貴。

2) 輸入電容

在12 V汽車系統(tǒng)中,電源軌上的電壓可能會飆升至相當高的水平。如前面提及,根據(jù)所施加的瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管,通常將異常電壓鉗位在40 V以下。

一些汽車系統(tǒng)需要滿足冷啟動條件測試的要求,才能在低輸入電壓應(yīng)力下工作一定的時間。在這種情況下,較大的輸入電容有助于吸收和存儲能量。鋁電解電容具有高電壓范圍和大電容。由于輸入電容對LDO的環(huán)路響應(yīng)沒有影響,因此其等效串聯(lián)電阻(ESR)較差的性能也不再是問題。

3) 輸出電容

如前所述,LDO是負反饋系統(tǒng)。它需要正確處理極點和零點以維持系統(tǒng)穩(wěn)定。輸出電容的電容和ESR形成零點,如圖27所示。

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圖- 27輸出電容和ESR

圖28是LDO系統(tǒng)典型的波特圖。如果輸出電容具有正確的ESR值,則帶寬中將存在兩個極點和一個零點,從而形成一個穩(wěn)定的系統(tǒng)。如果輸出電容的ESR太大,則零向較低的頻率移動,并且LDO的帶寬中出現(xiàn)三個極點,這可能導(dǎo)致振蕩,如圖29所示。

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圖- 28 LDO穩(wěn)定的波特圖 圖- 29具有高ESR輸出電容的LDO不穩(wěn)定波特圖

如果輸出電容ESR太小,則零點會朝著超過LDO帶寬的更高頻率移動,如圖30所示,在這種情況下,環(huán)路也會振蕩。在汽車系統(tǒng)中,某些應(yīng)用需要特定的電容。支持廣泛的ESR范圍已成為LDO設(shè)計和選擇的重要考慮因素。圖31顯示了選擇正確的輸出電容時一個LDO的穩(wěn)定區(qū)域,其ESR在1m ohm至20 ohm之間,而電容在10 uF至500 uF之間。

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圖- 30具有低ESR輸出電容器的LDO不穩(wěn)定波特圖 圖- 31輸出電容和ESR穩(wěn)定區(qū)域(藍色)

4) 負載瞬態(tài)響應(yīng)

負載瞬態(tài)響應(yīng)描述了LDO輸出在大負載電流變化期間的行為,這在汽車系統(tǒng)中很常見。例如,LDO輸出的過大過沖可能會損壞MCU,而過大的過沖則可能導(dǎo)致錯誤的邏輯。負載瞬態(tài)響應(yīng)會影響控制精度,尤其是在模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)使用LDO輸出作為參考的情況下。

為了獲得良好的負載瞬態(tài)性能,常用的方法是增加LDO環(huán)路的帶寬。一旦發(fā)生當前階躍,環(huán)路將在一定時間Δt后響應(yīng),該時間與環(huán)路帶寬f成正比。下式表示此邏輯:

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如上一節(jié)所述,LDO的輸出電容ESR穩(wěn)定范圍較寬,可以更容易地選擇電容;同時,較大的范圍會導(dǎo)致零點變化較大,這使得穩(wěn)定寬帶環(huán)路變得困難。解決方法之一就是在LDO系統(tǒng)中實現(xiàn)快速環(huán)路,如圖32所示。輸出電壓的變化直接反映到MOSFET的柵極。這種方法既具有良好的瞬態(tài)性能,又具有較寬的電容ESR值容差。

圖33顯示了采用經(jīng)典快速環(huán)路實現(xiàn)的LDO的47uF低ESR陶瓷電容的瞬態(tài)性能。LDO上的負載電流(紅色跡線)的階躍變化將LDO輸出(淺藍綠色跡線)降至180 mV。60 us之后,LDO開始恢復(fù)并最終達到穩(wěn)定的輸出而沒有任何過沖。

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圖- 32 LDO快速環(huán)路內(nèi)部框圖 圖- 33單通道LDO負載瞬態(tài)響應(yīng)

圖34顯示了200mA負載下上述快速環(huán)路集成電路的波特圖。 TR1是以分貝為單位的增益,TR2是以度為單位的相位。 TR1顯示的帶寬為1.627 kHz。如果沒有快速環(huán)路,則環(huán)路響應(yīng)時間應(yīng)約為615us。借助快速環(huán)路,響應(yīng)時間僅為60us。快速環(huán)路LDO兼具了良好的瞬態(tài)性能和寬輸出電容ESR的穩(wěn)定范圍(0.001-20 ohm)。

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圖- 34 200 mA負載和47uF輸出電容的單通道LDO波特圖

結(jié)溫和熱特性

大多數(shù)LDO會標明其最高結(jié)溫以確保正常工作條件。超過此限制可能會影響LDO的可靠性,同時也限制了LDO的功耗。為了確保結(jié)溫在可接受的范圍內(nèi),功耗必須低于使用計算得出的最大允許值,其中T(J_MAX)是允許的最高結(jié)溫,TA是環(huán)境溫度,θJA是數(shù)據(jù)手冊中規(guī)定的環(huán)境至結(jié)的熱阻。

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在TI標準數(shù)據(jù)手冊中,通常使用JESD51 2s2p PCB模擬θJA值。圖35顯示了JESD51 2s2p PCB層。

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圖- 35 JEDEC JESD51 2s2p板的橫截面 表- 4 LDO熱阻示例

假設(shè)表4顯示了LDO芯片的熱阻,如果應(yīng)用條件為TA = 85°C,則可以使用SOT-223封裝的公式計算最大功耗:

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使用JESD51 2s2p板時,此LDO的功耗必須小于1.01 W,以確保其結(jié)溫低于150°C

圖36顯示了具有完整通用功能的LDO,包括使能、POWER GOOD、可調(diào)輸出電壓、預(yù)警和看門狗定時器。

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圖- 36通用LDO應(yīng)用原理圖

圖37提供了與電池直連的LDO封裝的散熱等級。

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圖- 37 TI汽車封裝的散熱等級

TI擁有完整的汽車與電池直連的LDO產(chǎn)品組合(請參見圖38)。該產(chǎn)品樹中的LDO按輸出電流、靜態(tài)電流和功能分類。某些專為特定應(yīng)用而設(shè)計。例如,天線LDO TPS7B770x-Q1用于汽車天線電源。表5列出了這些特定LDO的目標應(yīng)用。

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圖- 38 TI汽車于電池直連LDO選擇指南

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圖- 39 專用LDO選擇指南

助力于T-BOX的LDO

在T-BOX的應(yīng)用中,有幾個地方可能會用到LDO:與電池直連的電源以及二級電源。

與電池直連的電源最常見的是給天線供電以及單獨為CAN收發(fā)器供電。這兩種應(yīng)用耐壓要求較高,一般為40V。如前面反復(fù)談及的與電池直連的LDO,在天線的應(yīng)用,TPS7B7701-Q1是其中的明星產(chǎn)品,它集成了診斷以及保護功能;而在CAN總線的應(yīng)用中,對靜態(tài)功耗的要求相對較高,靜態(tài)電流為15uA的TPS7B69-Q1也是不錯的選擇,當然靜態(tài)電流僅為3uA的TPS7B82-Q1的性能更佳。

如TPS7B7701-Q1,符合AEC Q100認證,輸出電流可達300mA,它還具備以下特點:

4.5V 至 40V 寬輸入電壓范圍,45V 負載突降保護。

高精度電流檢測,無需進一步校準即可實現(xiàn)高精度診斷。

有單通道和雙通道版本,引腳兼容,以實現(xiàn)簡單的可擴展性。

集成了診斷以及保護功能,并且內(nèi)部集成背靠背MOSFET和續(xù)流二極管,節(jié)省了系統(tǒng)級成本;支持熱關(guān)斷、欠壓鎖定、短路保護、反極性保護、電感負責(zé)鉗位保護等等。

二級電源,主要用于將6V以下的電壓轉(zhuǎn)成1.8V(或2.5V/3.3V…),主要為以太網(wǎng)、MCU、CODEC等負載供電。按照電流的需求不同可選用不同的LDO,如TLV700-Q1 (200mA) ,LP5907-Q1 (250mA) ,TLV702-Q1 (300mA) 以及LP5912-Q1 (500mA) 等,這些都是在T-BOX應(yīng)用相當廣泛的產(chǎn)品。

如LP5912-Q1,符合AEC Q100認證,輸出電流可達500mA,它還具備以下特點:

低噪聲 (12μVrms @10-100kHz) 和良好的PSRR (75dB,典型值),適用于對噪聲敏感的應(yīng)用。

低壓降(Vdo 95mV @ IL=500mA, Vout>3.3V),可實現(xiàn)最高效率和最佳散熱性能。

封裝相當緊湊,2x2mm WSON-6L。

具有熱過載保護和短路保護,反向電流保護。

無需噪聲旁路電容。

綜上所述,在汽車應(yīng)用如T-BOX中,無論是在與電池直連的應(yīng)用 (TPS7B7701-Q1/ TPS7B69-Q1/ TPS7B82-Q1) 還是作為二級電源的應(yīng)用 (TLV700-Q1/ LP5907-Q1/ TLV702-Q1 / LP5912-Q1),TI都有相當優(yōu)秀的產(chǎn)品可供選擇,為您的車載應(yīng)用提供更安全更可靠的保障,為您的應(yīng)用保駕護航!

審核編輯:金巧

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