解析羅姆新一代車載一次電源轉換BD9P係列
發布時間:2020-11-27 責任編輯:lina
【導讀】隨(sui)著(zhe)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)化(hua)和(he)電(dian)氣(qi)化(hua)進(jin)程(cheng)的(de)加(jia)速(su),汽(qi)車(che)中(zhong)的(de)電(dian)子(zi)含(han)量(liang)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo),係(xi)統(tong)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za),就(jiu)比(bi)如(ru)羅(luo)姆(mu),在(zai)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)中(zhong)的(de)產(chan)品(pin)就(jiu)覆(fu)蓋(gai)了(le)包(bao)括(kuo)LED照明、ADAS、車載信息娛樂與儀表盤、ECU、電動汽車以及動力係統等多領域。
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羅姆半導體(上海)有限公司技術中心主管朱莎勤介紹道,傳統燃油車的電源包括發電機和電池兩種,電壓範圍一般是10-16V左右。而汽車電子中的各元件的工作電壓範圍不一,需要一次以及二次電源轉換的多級降壓,才可以確保各芯片正常工作。
針對下一代汽車技術,朱莎勤總結了電源轉換芯片的四大特點,包括提高功率轉換效率,低耗電量工作;提高耐壓能力,支持大電流;提高集成度,減少外圍元器件數量/小型化;以及保護功能、長時間高可靠穩定工作。
BD9P係列產品三大特點
“穩定工作、高效率以及高降壓比。”朱莎勤總結了BD9P產品的三大技術亮點。
穩定工作
wendinggongzuodeyisishijibiandianchidianyabodongdeshihouyebuhuichanshengjiaodaguochong,congershixitongshuchukeyipingwen。zhushaqinbiaoshi,youqishizaiqicheqitingyishunjiandedianyabodongfeichangda,zaidianyacongbodongdaohuifuzhengchangshi,shuchudianyahuifashengguochongwenti,chanshengshuchujianfeng,yifangmianyingxiangxitongwendingxing,yanzhongqingkuangxiashenzhihuidaozhifuzaiqijianjichuansunhuai。

如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi),羅(luo)姆(mu)的(de)新(xin)產(chan)品(pin)具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing),采(cai)用(yong)了(le)全(quan)新(xin)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)方(fang)式(shi),可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)芯(xin)片(pian)對(dui)於(yu)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)變(bian)動(dong)的(de)檢(jian)測(ce)精(jing)度(du)以(yi)及(ji)檢(jian)測(ce)速(su)度(du)。“目前客戶普遍使用較大的輸出電容應對過衝電壓,而BD9P可以避免使用過衝電容,從而降低客戶整體成本並增加可靠性。”朱莎勤總結道。
高效率

除了快速響應之外,BD9P還降低了內部消耗電流,僅為10μA,尤其是針對輕負載時,轉換效率相對於競品有較大提升。朱莎勤說道:“BD9P可以在較寬的負載電流範圍內都實現高效轉換,無論汽車在行駛過程中或者引擎啟動時,都可以實現較低的功耗,實現節能化。”
高降壓比
利用羅姆專利Nano Pulse ControlTM技術,可以實現更高的輸入電壓與輸出電壓的壓降比。“乘用車12V係統最大電壓可高達40V,如果在40V時還要保證5V或者3.3V的輸出電壓,就需要高壓降比。”朱莎勤介紹。
此外,Nano Pulse Control技術還可實現更快的轉換頻率,目前BD9P工作在2MHz,避免了與AM廣播頻段最高1.84MHz產生幹擾,同時,該技術也可改善尖峰噪音,從而有效改善EMC/EMI。

Nano Pulse Control技術顯著改善噪聲
朱莎勤表示,傳統單芯片DC/DC典型的導通時間約為120ns,而采用Nano Pulse Control技術的產品,導通時間可以減少到9ns,這是世界上最小的,並且是一項突破性的成就。該技術的另一個主要優點是可以在極窄的脈衝寬度下進行穩定控製。BD9P的頻率隻為2MHz,未來4MHz或8MHz更高頻率的產品更可以體現出Nano Pulse Control的優勢。在較高的頻率下,可以大大減小線圈的尺寸,提升係統穩定性並減少成本。
評估板縮短開發周期
為了方便客戶進行測試與評估,在BD9P發布之時,羅姆就已經準備了單品評估板。此外,也推出了整體解決方案的參考設計為形式的評估環境,包括EMC、發熱以及功能安全等一係列問題都可以用整體解決方案來評估。

如圖所示,REFRPT001參考設計評估板,為車載的ADAS以及信息娛樂係統所開發設計的電源方案,除了BD9P之外,還搭載了羅姆的其他電源監控IC、一次、二次電源轉換產品、分立產品等,從而實現從電池到SoC終端設備的完整電源解決方案。
同時,羅姆官網也提供了相關的仿真報告、測試報告、EMC報告、工具下載及原理圖、PCB版圖、選型手冊等。同時,羅姆也推出了ROHM Solution Simulator在線仿真工具,方便客戶進行在線仿真計算。
更完備的產品組合和路線圖
正如評估板所示,羅姆通過廣泛的產品組合,滿足客戶的一站式電源甚至更多需求。

如圖所示,針對ADAS ECU應用,羅姆可提供包括電源管理、保護、接口以及信號調理與控製的全方位配合。
朱莎勤說道,此次發布的BD9P產品屬於一次電源產品,客戶對該應用的選擇主要考慮功耗、EMC等特性,不需要更多考慮與主芯片的搭配問題。而同時,羅姆正在和一些大的車用SoC廠商聯合,開發搭配專屬的PMIC產品。
而麵對未來,隨著SoC的運算能力越來越強,功耗越來越高、電壓越來越低的情況,羅姆也會繼續開發更高電流,更低電壓的轉換器或控製器。

朱莎勤總結道,羅姆強調垂直整合型生產體係,凝聚了電路設計、工藝和布局三大先進模擬技術。通過結合三大優勢,開發出超高技術水平的產品,滿足符合客戶和市場需求的產品。
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