क्वालकॉम ऑटोमोटिव डोमेन कंट्रोलर प्रथम-चरण बिजली आपूर्ति डिज़ाइन का विश्लेषण: प्रदर्शन परीक्षण माप विश्लेषण

नई ऊर्जा वाहन उद्योग के तेजी से विकास ने विभिन्न औद्योगिक श्रृंखलाओं में विस्फोटक वृद्धि को प्रेरित किया है। वाहन बुद्धिमत्ता और स्वायत्त ड्राइविंग नए ऊर्जा वाहनों के लिए सबसे महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धी किनारे की दिशा बन गए हैं, जो अत्यधिक एकीकृत केंद्रीय ब्रेन और डोमेन नियंत्रकों के लिए नए चुनौतियाँ और अवसर लेकर आए हैं, खासकर डीसी-डीसी पावर सप्लाई की विश्वसनीयता, उच्च शक्ति घनत्व, स्विच पावर सप्लाई, ईएमसी, उच्च दक्षता और कम लागत के मामले में।

स्मार्ट कॉकपिट डोमेन नियंत्रकों के आपूर्तिकर्ता के रूप में, क्वालकॉम SA8155 और SA8295 के साथ एक महत्वपूर्ण स्थिति रखता है। केंद्रीय डोमेन नियंत्रक SOC की प्रथम-चरण शक्ति आपूर्ति (बैटरी इनपुट से प्रथम-चरण रूपांतरण शक्ति आपूर्ति) में संक्रमणकालीन धारा, स्थिर संचालन धारा, स्टैंडबाय शक्ति दक्षता, लागत और EMC डिज़ाइन के बीच टकराव BUCK शक्ति आपूर्ति डिज़ाइन के लिए एक प्रमुख चुनौती प्रस्तुत करते हैं। इन टकरावों को कैसे संबोधित और संतुलित किया जाए, यह स्विच शक्ति आपूर्ति वास्तुकला, शक्ति चिप, प्रेरक, MOSFET और संधारित्र निर्माताओं द्वारा संयुक्त प्रयासों की तकनीकी दिशा है।

1- सामग्री अवलोकन

यह लेख ऑटोमोटिव सेंट्रल डोमेन कंट्रोलर्स के लिए पहले चरण की पावर सप्लाई डिज़ाइन पर केंद्रित है जिनके डायनामिक स्विचिंग पावर सप्लाई करंट (100-300%) बड़े होते हैं, डीसी-डीसी स्विचिंग पावर सप्लाई के डिज़ाइन की व्याख्या करता है, जिसमें पावर सप्लाई समाधान, इंडक्टर और कैपेसिटर चयन और अन्य डिज़ाइन विधियाँ शामिल हैं, साथ ही आकार, लागत, दक्षता और प्रदर्शन में चुनौतियों को संबोधित करता है, और व्यावहारिक कार्यान्वयन डिज़ाइन पर चर्चा करता है।

यह अध्याय क्वालकॉम SA8295 डोमेन कंट्रोलर्स को उदाहरण के रूप में लेते हुए पहले चरण के BUCK स्विचिंग पावर सप्लाई परीक्षण और मान्यकरण के अन्वेषण और कार्यान्वयन की व्याख्या करता है, यह प्रदर्शित करते हुए कि क्या परीक्षण परिणाम अपेक्षित डिज़ाइन को पूरा करते हैं।

इस लेख श्रृंखला में तीन अध्याय शामिल हैं:

01- क्वालकॉम ऑटोमोटिव डोमेन कंट्रोलर प्रथम चरण पावर सप्लाई डिज़ाइन की व्याख्या: पावर सप्लाई डिज़ाइन और गणना

02- क्वालकॉम ऑटोमोटिव डोमेन कंट्रोलर प्रथम चरण पावर सप्लाई डिज़ाइन की व्याख्या: योजनाबद्ध डिज़ाइन और PCB डिज़ाइन

03- क्वालकॉम ऑटोमोटिव डोमेन कंट्रोलर प्रथम-चरण बिजली आपूर्ति डिज़ाइन का डिकोडिंग: प्रदर्शन परीक्षण माप विश्लेषण (यह अध्याय)

2- सत्यापन उद्देश्य

SA8295 ट्रांजिएंट धारा आवश्यकताएं निम्नलिखित हैं:

नोट: NPU सक्रियण के लिए अतिरिक्त धारा खपत की आवश्यकता होती है। इस डिज़ाइन में NPU डिज़ाइन धारा (3A+3A) शामिल नहीं है।

3- परीक्षण वातावरण और स्थितियां

3.1 परीक्षण स्थितियां

परिवेश तापमान: 25°C (वास्तविक 24-27°C, 25°C के रूप में गणना की गई)

3.2 परीक्षण उपकरण और परीक्षण विधियां

3.3 योजनाएं और पीसीबी

SCHEMATIC DIAGRAM

पीसीबी

4- परीक्षण सत्यापन

विभिन्न वोल्टेज (9-16V) पर स्थिर-अवस्था भार क्षमता द्वारा प्रदर्शित लहरियों, वोल्टेज सटीकता, स्थिरता, तापमान वृद्धि और दक्षता के प्रदर्शन की पुष्टि करें। स्थान की सीमा के कारण, परीक्षण सत्यापन के लिए प्रमुख प्रदर्शन संकेतकों का चयन करें।

① लहरियाँ: विभिन्न इनपुट वोल्टेज और लोड धाराओं के तहत लहरियाँ;

② वोल्टेज सटीकता: विभिन्न इनपुट वोल्टेज और लोड धाराओं के तहत आउटपुट वोल्टेज सटीकता;

③ लोड धारा क्षमता: आउटपुट धारा वोल्टेज, दक्षता वक्र परीक्षण;

④ तापमान वृद्धि विशेषताएँ: सत्यापित करें कि क्या संचालन स्थितियाँ आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।

4.1 कम वोल्टेज भार क्षमता (9.0V)

4.2 सामान्य वोल्टेज लोड क्षमता (13.5V)

4.3 उच्च-वोल्टेज लोड क्षमता (16.0V)

4.4 निरंतर धारा परीक्षण

5. परीक्षण सारांश

5.1 परीक्षण परिणाम

ध्यान देने योग्य कई बिंदु:

① मुख्य डिज़ाइन लक्ष्य स्थानांतरित धारा और स्थिर संचालन धारा आवश्यकताओं को पूरा करना है। यदि अधिकतम मानों के अनुसार पूरी तरह से डिज़ाइन किया जाए, तो लागत और आयतन बढ़ जाएगा (PCB डिज़ाइन घनत्व में कमी), लेकिन वास्तविकता में 18A पर स्थिर रूप से संचालित होने की ऐसी स्थिति नहीं होती;

② सिरेमिक संधारित्रों का उपयोग करके रिपल को आसानी से 50mV से नीचे रखा जा सकता है;

③ पावर इंडक्टर में DCR और धारा में मृदु संतृप्ति विशेषताएं उत्कृष्ट हैं, वास्तविक निर्गत धारा 21A है;

④ यह डिज़ाइन अल्प अवधि के लिए 20 एम्पीयर से अधिक धारा पर संचालित हो सकता है, 8-12A दक्षता और तापमान वृद्धि के अच्छे स्तर को बनाए रखते हुए।

6- मुख्य सामग्री बोम

7- प्रेरक का चयन

ऑटोमोटिव डोमेन नियंत्रकों में प्रथम-चरण बिजली आपूर्ति के एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में, DC-DC स्विचन बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता और रूपांतरण दक्षता के लिए प्रेरकों का प्रदर्शन महत्वपूर्ण है। इस डिज़ाइन समाधान में, CODACA ऑटोमोटिव-ग्रेड मोल्डेड पावर इंडक्टर VSEB0660-1R0M को अपनाया गया है। इन प्रेरकों की श्रृंखला में कम नुकसान, उच्च दक्षता, आवृत्ति सीमा की व्यापक अनुप्रयोग सीमा, मजबूत संतृप्ति धारा प्रतिरोध, कम ऊष्मा उत्पादन और उच्च लागत-प्रदर्शन अनुपात शामिल हैं। इस पतले डिज़ाइन में उद्योग-अग्रणी शक्ति घनत्व है, जो क्वालकॉम प्लेटफॉर्म के विकास और अनुप्रयोग के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाता है।