لەشکرکردنی دیزاینی چەشمدانەوەی هێزی کۆنتڕۆڵکەری دۆمێنی باڵا لە سطحی ١: دیزاین و هەژمارکردنی چەشمدانەوەی هێز

پێشکەوتنی زۆر خێرات لە صنایعی ئۆتۆمبیلی نوێ ھەوڵدانی بەرهەمهێنانی ھەر یەک لە زنجیرەکانی صنایعەکەیە، زیرەکی ئۆتۆمبیل، خودکارتری دەستکاری کردن بریتیە لەو پەرەپەقەکانەی کە بەدەسەڵاتترین ڕقەکانی ئۆتۆمبیلە نوێیەکان لەبارەی مێرگەکانی مرکزی و کۆنتڕۆڵکەرانی دۆمینەکان دەبێتە هۆی ئەنجامدانی هەڵواسن و چانسەکانی نوێ، بەتایبەتی بۆ DC-DC کەرەستەی کارخانەی تۆمارکەری، چالاکی باڵا، EMC کەرەستەی کارخانەی تۆمارکەری، بەهێزی باڵا، نرخی کارەبایی بەکیفیەت دەبێتە هۆی ئەنجامدانی چانسەکان و هەڵواسنە نوێکان.

Qualcomm ده‌ به‌شێكی چالاكردنی كۆنتڕۆڵكەری دومینی خۆبەدی، SA8155 و SA8295 هه‌نگاوێكی مهم بۆ ده‌ست ده‌گرێت، تۆماری 1 هووكردنی سه‌رچاوه‌ی بنماره‌ (هووكردنی كۆنڤه‌رت كراو له‌سه‌ر بنماره‌ی بازركه‌ره‌كان) هه‌ڵه‌میاری كورتكێشه‌، هه‌ڵه‌میاری ئاسایی، كاراكاری ده‌نگۆ، به‌ها، دژواری نێوان دیزاینی EMC-ی سویچكردنی هووكردن زه‌نجیرێكی به‌ناوبانگی دۆزینه‌وه‌ی هووكردنی BUCK ده‌كات. چۆنیه‌تی شیكاركردن و جۆبه‌ندیكردنی ئه‌م دژواریانه‌ ده‌ستكه‌وتی ته‌كنولۆژیایی دیزاینی سویچكردنی هووكردن، میكرۆچیپی هووكردن، ئیندوكتۆر، Mosfet، خازێنكار.

ئەم بابەتە دیزاینی چەشمدانەوەی کۆنتڕۆڵکەری دۆمێنی خۆمایەتی خۆراکی هێزی سطحی ١ کە دەگۆڕێت بەهۆی کۆنترۆڵکردنی دۆمێن (١٠٠-٣٠٠٪) دەگەڕێتەوە، بۆ ئەوەی دیزاینی چەشمدانەوەی DC-DC بگەڕێتەوە، لە جملەدا چارەسەری چەشمدانەوە، هەڵبژاردنی ئیندوکتۆر، خازەن و رێگەکانی دیزاین؛ بەهۆی ئەوەی بەرزی، نرخ، کارامایی، پێداویستانەوەی چەشنەکان و دیزاینی فیدیکی تاقی دەکات.

ئه‌م توێژینه‌وه‌ دیزاینی هووكردنی یه‌ك فازی BUCK-ی سویچكردنی له‌سه‌ر بنیاتی كۆنتڕۆڵكەری دومینی Qualcomm SA8295 ده‌ده‌زێنێت و پێكه‌مه‌نێت.

ئه‌م ره‌هنماویه‌ چه‌نده‌سته‌یه‌كی له‌سه‌ر گروپێك ده‌كات (له‌ داهاتوودا به‌ڕۆژدەكرێت):

01- ڕه‌مزی دۆزینه‌وه‌ی هووكردنی تۆماری 1 له‌ كۆنتڕۆڵكەری دومینی ئۆتۆمبیلی Qualcomm: دیزاین و هه‌ژماركردنی هووكردن (ئه‌م بابه‌ته‌)

02- ده‌ستكۆتكردنی دیزاینی كۆنتڕۆڵ كردنی ئۆتۆمبێلی Qualcomm لە سطحی 1: دیزاینی شێمایی و دیزاینی PCB

03- تێگەشتن لە دیزاینی كۆنتڕۆڵ كردنی ئۆتۆمبێلی Qualcomm لە سطحی 1: تۆمار و تحلیلی به‌ره‌مه‌كان

1- مەبەست و هەڵكاری دیزاین

١.١ پێویستیەکانی سەرکەوتووی SA8295

جەدولی ١: پێویستیەکانی دیزاینی بەرهەمی SA8295

1.2 پێویستیەكانی كورتكێشی ماوەی SA8295

توخمی 3.3V SOC Qualcomm دەستكەوتەكانی ماوە لە نێوان 4-7.5mA (هاوپەیوەندی خۆكارانەی تەسیساتی هێنانی توخمی)، ماوەی بیدەستخستنەكانی ساپۆرت دەكات.

مێشکی ناوەندی (كۆنتڕۆڵ كردنی دۆزین) ڕووباری كلی خودا 7-10mA (13.5V)، تەنها مۆدۆلی 4G/5G 4-5mA، كۆرتكێشی Qualcomm SA8295 13.5V 3mA (40mW) دەنگ.

1.3 سێ هەڵكار

1.3.1 هەڵكاری كۆنتڕۆڵ كردنی Qualcomm Domain Control SA8295 دەربارەی دەركەوتنی كورتكێشی كارهەواخۆر

کورەنتی گەورەی تراژێت، 3.3V، 18 ئەمپێر (0.1ms)، 0.1ms بۆ DC-DC دووبارە کردنەوەی کاره‌بای خانەی خۆشکردنەوە دیزاینی داواکاری Buck supply بەپێی 18 ئەمپێر خانەی خۆشکردنەوەی ساز دەکات.

1.3.2 Qualcomm دۆمەین کۆنتڕۆڵ SA8295 دووبارە کردنەوەی کاره‌بای هێژاری زۆر لە شێوەی داینامیکی 2:

SA8295 دۆمەین کۆنتڕۆڵ خانەی کاره‌بای کارکردنی خۆشکردوو لە نێوان 5-9 ئەمپێر، کە دەبێتە هۆی ئیندۇکتانسی دووبارە کردنەوەی کاره‌بای (ئیندۇکتانس و قەبارەی کورەنت بەپێچەوانەی یەکتر دەبینن کە دەتوانێت 300% جیاوازی لە نێوان قەبارە، نرخ، فریکۆنسی زۆرتر بەهێز بێت.

1.3.3 Qualcomm دۆمەین کۆنتڕۆڵ SA8295 دووبارە کردنەوەی کاره‌بای مایکرۆپاوەر کارایی هەڵواسین 3:

هاوشێوی کاره‌بای خانەی خۆشکردنەوە، پێویستی بە 13.5V 3mA هەبوونی کارایی 70% کە تایبەتمەندییەکی کۆنتڕۆڵکەری کاره‌با، دیزاینی هەڵبژاردنی ئیندۇکتانسیش هەڵواسینێکی گەورەیە.

ئەم توێژینەوەیە لە بنچینەی توێژینەوەی سەختترین تەکنۆلۆژیای یەک-پلەی Buck پۆلی SA8295 پێکهاتووە، بۆ ئاشکرایکردنی گرێبەست و شێوازی کارەبایی سویچ و DC-DC.

2- پێداویستیکردنی هەڵبژاردنی پڕۆگرام

2.1 ئاستی کۆنتڕۆڵکردنی Qualcomm SA8295 داواکارییەکانی تەکنیکی

وەکو لە خشتەی 2 دەربڕاوە:

خشتەی 2: داواکارییەکانی توێژینەوەی دیزاینی پۆلی Qualcomm SA8295

2.2 دیزاینی پڕۆگرام و زانیارییە تەکنیکییەکان

MPQ2918, MPQ2930, LM25141-Q1, MAX20098, LTC7803, و LM25149-Q1 دەتوانن داواکارییەکانی دیزاین بەرگرین. لەم دیزاینەدا، LM25149-Q1 وەکو دیزاینی یەکەم-پلەی پۆلی کۆنتڕۆڵکەری ماڵپەڕی هەڵبژێردراوە.

2.2.1 ماڵپەڕی فەرمیی LM25149-Q1:

https://www.ti.com.cn/product/cn/LM25149-Q1?keyMatch=LM25149-Q1

خشتەی 3: مافە تەکنیکییەکانی LM25149-Q1

2.2.2 بەڵگەنامەی LM25149-Q1:

LM25149-Q1 42-V Otomobîlî, Hevkêş, Bak, DC/DC Kontrolker bi IQ-yê ya Bê Kêmasî û Fîltreyek Aktîf a EMI-yê ya yekgirtî datasheet (Rev. B)

2.2.3 Tûpa pêşkeftinê ya LM25149-Q1:

LM25149-Q1 EVM Arîkarên bikarhêner (Rev. A) (ti.com.cn)

2.2.4 Stabilîteya fîltreyê aktîf û performansa wê:

Çawa Stabilîte û Performansa Fîltreyan a EMI-yê ya Aktîf Hilînin (ti.com.cn)

2.2.5 LM5149-LM25149 توولە پەرەسەندە :

LM5149-LM25149DESIGN-CALC Amûra Hesabkirinê | TI.com

3- Pêkhateya çavkaniya karebana Synchronous BUCK û hesabkirina wê

3.1 Spesîfîkasyonên sereke û parametreyên LM25149

Tabloya 4: Spesîfîkasyonên çavkaniya Qualcomm SA8295

Kêrhatîya bicîanîn

فیلترەکانی EMI فعّال

تاقیکردنەوەی EMI

سکێمای دیزاینی مامۆستا

بۆردی بڕیکردنەوەی چارەسەری دیزاینی مامۆستا

3.2 LM25149 هەژمارکردنی هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆری BUCK-ی هاوڕێ

3.2.1 فۆرمولی هەژمارکردنی کارخانەی کارەبایی BUCK-ی هاوڕێ:

جەدول 5: فۆرمولی هەژمارکردنی دیزاینی کارخانەی BUCK-ی هاوڕێ

3.4 هەژمارکردنی ئیندۆکتانسی کەمترین

(بۆ فۆرمولەکان، بابەتی جەدول 5 ببینە)

جەدول 6: نەخشەی هەژمارکراوی ئیندۆکتانسی کەمترین (∆I=0.3)

جەدڤەی ٧: هەژمارکردنی سەرجەم کەمترین ئیندۆکتانس

3.4.1 خلاصەی داتای هەژمارکردنی ئیندۆکتانس:

① ئەگەر تەصمیمەکە ڕێنجی 6-20A (AI=0.3 هەژمارکردن) دا بگرێت، دانەی 16V، دەربڕینی 6A، ئیندۆکتانس ≥ 0.69μH.

② هەژمارکردنی تئۆری ئیندۆکتانسی لێدەرەوەی سوڕتی کاری Lmin: ≥ 0.69μH (تئۆری);

③ بە تێچوونی تەصمیمی واقەعی و هەڵەی ئیندۆکتانس ± 20%، 0.82μH و 1.0μH وەک تەصمیمی باشترین هەڵدەبژیردرێت (نرخی ئیندۆکتانس زیاد دەبێت، قۆڵی ئیندۆکتانس زیاد دەبێت، نرخ زیاد دەبێت، SRF کەم دەبێت).

3.5 هەژمارکردنی سوڕتی ئیندۆکتۆر

(فورمول: بابەتەکانی 1 و 2 لە جەدڤەی 5 ببینە)

جەدڤەی 8: ئیندۆکتانسی 0.82μH هەژمارکردنی سوڕت

جەدڤەی 9: ئیندۆکتانسی 1.0μH هەژمارکردنی سوڕت

3.5.1 سوڕتی ساتورەیشنی ئیندۆکتۆر بە شێوەی تئۆری هەژمارکراو ≥ 20.76A، گۆردەکرێتە 21A:

Table 10: نیشانەكانی ئیندۇكتانس

4- هەڵبژاردنی ئیندۇكتۆری دابەزگەی دەریاكەوتی

Table 11: هەڵبژاردنی ئیندۇكتۆر

4.1 LM25149 هەژمارکردنی چاڵاکی دەریایی دابەزگەی دەریاكەوتی ئیندۇکتۆری سویچینگ

Table 12: هەژمارکردنی تیۆریکی چاڵاکی دەریایی دابەزگەی ئیندۇکتۆر

Table 13: هەڵبژاردنی ڕێزیستۆری نمونەگرتنی ئیندۇکتیف

4.2 هەژمارکردنی خازەنچەی دەریایی دابەزگەی سویچینگی BUCK هاوڕێ

(هەژمارکردنی خازەنچەی دەریایی: سەردانی فۆرمول لە Table 5 بکە)

Table 14: هەژمارکردنی خازەنچەی دەریایی دابەزگەی سویچینگی BUCK هاوڕێ

بۆ بەرهەمهێنانی سوڕدراوەی BUCK هاوزمان، خاسیەتەکانی خازەنە فیلتەرەکە، گەورەیی و هەڵوەشاندنەوەدا دژایەتی هەیە، تەواوکاری ئامرازەکان لە مەرجە ڕوونەکاندا تەواو دەکرێت، جیاوازی لە کاتی بەکارهێنانی ئامرازەکان، هەمان پارامەترەکان، دەکرێت ١٠-٥٠٪ جیاوازی هەبێت، کۆتا بەرهەمهێنان پێویستە لە ماوەی بەرهەمهێنان و ئازموونکردنەوەدا دڵنیابکرێت (هیچ شێوەیەکی باشترین نییە، تەنها دەبێت شێوەیەک هەڵبژێردرێت کە بەردەوام بێت لە شوێنەکەی) (هیچ شێوەیەکی باشترین نییە، تەنها دەبێت شێوەیەک هەڵبژێردرێت کە بەردەوام بێت لە شوێنەکەی)

خازەنەکانی سوڕدراوەکە پێویستە مانایان بگرێت: خازەن ≥ ٣٢٠uF (پێویستییەکانی زیادە)، خازەنە سیرامیکییەکان زیاتر لە ٢.٤٣٥uF بن (ناوەندی نییە، بەڵام دەبێت بگرێتەوە)

جەدول ١٥: مۆدێلی پێشنیارکراو بۆ هەڵبژاردنی خازەنە فیلتەرەکانی دەرچوونی سوڕدراو

جەدول ١٦: بەرهەمهێنانی خازەنە فیلتەرەکانی دەرچوونی سوڕدراو

٤.٣ LM25149 هەژمارکردنی خازەنی سوڕی داخڵی

4.3.1 هەژمارکردنی توانایی داواکان

لێژەی 17: هەژمارکردنی فیلتەری داواکانی کارهبا سویچینگ

لێژەی 18: هەڵبژاردنی فیلتەری دەربڕانی کارهبا سویچینگ

4.4 LM25149 هەڵبژاردنی مووفێت

4.4.1 هەژمارکردنی مووفێت

داتاشیتی LM25149 زۆرتر ناگونجێت بۆ هەژمارکردن و هەڵبژاردن، هەژمارکردنی QG و هەڵبژاردن بەپێی بڕی داهاتوو، ئەنجامەکانی هەژمارکردن 4.5-5.0V Vgs، ≤ 22nC دیاری دەکەن، پرۆسەی هەژمارکردن سەیری لێژەی خوارەوە بکەن، هەڵبژاردنی پلاتهۆڵی میلر بۆ 2-3V (نزیک بە 3V جێگەی خۆشە)، Rdson هەڵبژێرە ≤ 8mΩ.

لێژەی 19: هەڵبژاردن و هەژمارکردنی مووفێت

4.5 پێشنیارەکانی هەڵبژاردنی مووفێت

لێژەی 20: مۆدێلەکانی هەڵبژاردنی مووفێت

4.6 LM25149 FB و هەژمارکردنی کۆمپانسەیشن

مێز 21: هەژمارکردنی FB و کۆمپانسەیشن

4.7 LM25149 هەژمارکردنی دیزاینی EMC

بێ له‌ زۆر هەڵسەنگاندن، سەپسیفیکەیشنتان بپشانین.

5- ئاماری دیزاین

5.1 LM25149BUCK ئاماری دیزاینی چاودێری کاره‌با

مێز 22: دیزاین و هەڵبژاردن

5.2 ئاماری پڕۆگرام

کاره‌وەی سویچینگی سنکرونیزم و کارایی لە زۆر هۆکارەوە دەست پێ دەکات، پێویستە چالاکی و نیشانەکان هۆکارە ئاساییەکان بگرن بە بەر، ئەم فەصلە بۆ هەژمارکردنی تیۆری بەکاردێت، دەربارەی دیزاینی ئاسایی راهێنانی تیۆری، دیزاینی چالاکی و نیشانەکان به‌ توندی هاوسنگان لەگەڵ کارایی پۆشاکەکاندا، شێوازی بەکارهێنان، ئارایش، هتد، پێویستە بە دروستی ئاشکرا و دڵنیابوونەوە بکرێت.

پلانی سینکرونی بەرگی توانایی دابەزینی بۆ کۆنتڕۆڵکەری دۆمێنی بازنەی زۆر بالا یەکێکە لە بوارە تەکنیکییە سەختەکانی پلانی کۆنتڕۆڵکەر، پێویستە سەرجەمی ئەنجام، قەبارە، خەرجی و... بە تەنها شێوەیەک هاوسەنگ بکەیت، کۆداکا فوکوس لەسەر تحقیق و پلانی سەرچاوەیی خۆبەدراوە، CSEB0660-1R0M بۆ پیشەندن و بەکارهێنانی پلاتفۆرمی بازنەی زۆر بالا مناسبە، هەبوونی درێژەیەکی بەهایە، توانایەکی زۆر لە بەردەوام بوون لە بەرامبەر شۆری کورەنت، گەرمی کەم و ئەو پێشکەوتنانەی تری تەکنیکی هەیە، هەروەها هەبوونی توانایەکی پێشڕەو لە بەرهەمهێنانی توان بە قەبارە؛ کۆداکا فوکوس لەسەر تحقیق و پیشەندنی تەکنۆلۆژیا، نوێگەری تەکنیکی، پیشەندنی بەرگی سەرکەتوو بۆ صنایع سەرچاوەکان، بۆ یارمەتیدانی پیشەندن و بەکارهێنانی بەرگە ئەلیکترۆنییەکان.