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高效汽車音響系統電源IC 將電源系統架構最佳化
[作者 ROHM]   2016年03月01日 星期二 瀏覽人次: [12087]


近年來,隨著汽車的電子化外,市場亦要求汽車必須具備優秀的低耗電和低油耗。其中,汽車音響等資訊娛樂裝置,具備USB、Bluetooth等多種功能,電源系統亦隨之增加,但同時耗電量也可能跟著增加。然而,傳統汽車音響用系統電源IC,雖然設計較為容易,但因構造是以效率不佳的線性穩壓器為中心,當各種設置運作時,就會面臨到功率效率的問題。因此,系統電源IC也開始必須採用高效率的DC/DC轉換器,對於高效率電源IC的要求已經愈來愈高。


半導體製造商ROHM針對日趨多功能化的汽車音響電源,研發出運作功耗小的系統專用電源IC─BD49101AEFS-M。這款產品的研發活用ROHM半導體的汽車音響用系統電源獨家專業知識,做出以高效率DC/DC轉換器為中心的最佳電源系統。如此一來,可以將產品的運作功耗從13.3W降到4.66W,成功減少65%。



圖1
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圖2
圖2

另外,由於能抑制發熱,因此可以採用不需要散熱片的表面安裝,大幅簡化散熱設計和精簡空間。同時,內建具備線材阻抗校正功能的USB電源,將汽車音響需要的系統電源1chip化,減輕客戶設計方面的負擔。


待機時的低暗電流

一般運作時

傳統高效率的DC/DC轉換器大多以外接方式和裝置相連,因此有著成本增加和安裝面積增大等問題。但本產品重新檢視整個系統的構造,組合DC/DC轉換器和線性穩壓器並調整至最佳狀態,利用2個系統抑制DC/DC轉換器,大幅度改善效率且同時降低成本。如此一來,也能夠大幅度降低運作時需要大電量的CD裝置和微控制器等的耗電量,達到最小的運作功率。



圖3
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待機時

DC/DC轉換器的效率會在待機等負載電流少的時候降低,因此產品在必須時常保持通電的微控制器上,配備運作電流少的專用線性穩壓器。待機時,從DC/DC轉換器切換成線性穩壓器,將產品的暗電流降低至100μA(typ)。如此一來,就能在汽車引擎停止時,降低流過的暗電流。


節省空間的表面安裝封裝

本產品重新設計DC/DC轉換器化和電源的構造,採用能抑制發熱,而且只需要基板,就可以散熱的表面安裝封裝元件(HTSSOP-A44)技術。由於不必設置散熱板,和ROHM的傳統產品相比,體積約只有1/14。能降低組裝製程數、在系統內精簡空間,並降低設計上的負擔。


圖4 :  HTSSOP-A44
圖4 : HTSSOP-A44

圖5
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內建具備線材阻抗校正功能的USB用電源


圖6
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圖7 : USB線材阻抗校正功能 校正效果
圖7 : USB線材阻抗校正功能 校正效果

能在USB裝置充電時,校正因為電線產生阻抗而導致的電壓下降。能讓電線的電壓保持一定,避免充電時間增加,符合USB規格的需求。另外,也設置輸出至微控制器的端子,會在檢測過電流時通知微控制器。


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