世平安森美半導體NCV79400汽车电源稳压转换器-工作介绍

描述:汽车多输出电源管理IC(PMIC)

NCV97400是一款内部集成4路输出的,给单片供电的电压稳压器,由3个Back调节器和1个Boost器组成,具有输出监控功能,包括所有输出上的电压监控和看门狗定时器。该产品是ADAS(智能驾驶辅助系统)应用的理想选择,它采用独立的电压基准和可调节的独立振荡器来实现监控功能. 40 V非同步降压稳压器将电池电压转换为3.3 V输出,提供高达3 A(峰值)。该输出通道可以用作2个同步辅助降压转换器和非同步辅助升压转换器的输入电压。每个二级降压均可调节,可设置为2.5 V至0.8 V,峰值电流限制为2 A,可通过单独电源提供高达3.6 V的电压。次级升压输出电压是固定的,旨在为车载网络电路(IVN)提供低电流5.0 V电压。所有内部MOSFET均为N沟道MOSFET,自举电路用于驱动高端MOSFET。所有4个SMPS输出均使用峰值电流模式控制和内部斜率补偿。该IC集成了一个内部稳压器,为低压栅极驱动器提供电荷.NCV97400是一种功能安全解决方案,可缩短开发周期,和符合国际标准组织(ISO)26262的安全系统要求。该芯片还包括一个范围集成安全功能,如专用反馈参考,输出电压监控和窗口看门狗定时器。


特点:

      3个通道降压转换器和 1个用于IVN的升压转换器提供4.1至40 V的宽输入。

欠压锁定(UVLO)固定,2 MHz基本开关频率

改善EMI的伪随机扩频

具有独立引用的窗口监视程序

逐周期限流保护

外部频率同步

NCV前缀,用于汽车级别的应用和其他应用;AEC−Q100符合且具有PPAP功能

QFN封装,带可切侧面(切边镀层)

该芯片无铅、无卤素/BFR的,符合RoHS标准


应用:

  •  车身控制安全应用
  •  ADAS(智能驾驶辅助系统)
  •  车身电子控制
  •  信息通讯应用

 
输入电压:

      NCV97400的主电源是VBAT引脚,必须始终连接到4.1 V和37 V之间的电压源。

  • 低于4.1 V(最大)欠压锁定(UVLO)电路禁止所有切换并重置软启动电路。
  • 高于40 V(最大值)过电压停机(OVSD)电路禁止所有开关,并允许NCV97400在45 V负载卸载条件下生存。正常当VBAT降至34 V(最小)以下时,操作恢复

 
启动和软启动:

          NCV97400可以完全禁用(关闭模式)将主启用(EN)引脚连接到GND。作为结果,所有输出停止,内部电流消耗量降到10 A以下。EN引脚设计用于接受逻辑电平信号或蓄电池电压。如果将EN连接到电池,以及电池电压可能超过40伏,连接通过10k电阻。当接收到大于2 V,EN引脚允许切换器1开始软启动和上升至3.3 V(通常为1.4 ms)。软启动后VOUT1完成,开关4(升压调节器)开始它的软启动和斜坡上升到5.0伏。开关4没有它自己的启用输入引脚,并链接到主启用输入。切换器2和切换器3各有一个专用的启用输入引脚,可以激活后很短的时间内主启用已激活。启用后,切换开关2(或切换开关3) 开始软启动并将输出增加到最终值(通常为1.4 ms)。请注意,直到切换器1完成软启动,开关2和开关3被禁用内部。EN2和EN3同时激活:

 振荡器:


        NCV97400中的所有4个开关调节器共享同一个振荡器,默认情况下,在2.0兆赫的频率下工作伪随机扩频在下一节中描述)。开关频率可以是使用外部同步输入引脚控制,同期。使用手动调整开关频率SYNCI引脚将调整所有4个端口的开关频率因为它们共用一个振荡器。两种类的频率调整可与NCV97400:最大占空比可折叠和高电压频率折叠。这些频率可折叠机制发生在逻辑的主振荡器之外只影响符合标准的监管机构。主要振荡器频率保持不变。“最大占空比折叠”实际上不是强制频率变化,但指的是明显的如果输出电压调节导致占空比达到2 MHz切换周期的100%−有效跳过那段时间的休息时间。当电源开关关闭时,总是在启动时再次打开下一个2兆赫周期。因此,有效切换周期可以是2MHz周期的倍数。逻辑监控占空比允许其超过90%达3在强制执行第四节课结束时的最短休息时间。如果这个出现时,视在频率将为500 kHz调节器已达到最大占空比。一旦装载降低(或在开关1的情况下,输入电压增加),关闭时间可再次由输出电压调节器。在高输入电压(高于20 V)时,切换器1频率折叠回1兆赫的操作,以适当地保持转换比需要降低时的输出电压超过2 MHz运行时允许的最小开启时间。一次输入电压降至18伏以下,2兆赫运行将继续。开关2、3和4的开关频率不受高VBAT电压的影响。

 扩频:
         在开关电源设备中,切换转换为更高的效率和高频开关可以降低外部组件的尺寸。不幸的是,切换也导致更高的电磁干扰剖面。扩频是一种用于降低电磁波的峰值发射切换频率调节器为了确保能量均匀地传播到更宽的频带中,并且降低基频处的峰值能量,使用相同次数的频率。每个切换周期的周期将与开关频率,但占空比将保持不变常数以正确保持输出。

电流限制:

        由于电感电流上的纹波,平均升压变换器的输出电流低于峰值调节器的当前设定值。表7显示了一些常见设置示例。


典型应用图:

 



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