پێشکەوتنی زۆر خێراتی هەڵگیراوی ناوەندی کاربەدەری کردۆتی داخڵی هەموو زنجیرە کاروبارەکان، توانای داهێنانی ئۆتۆمبێل و ئۆتۆماتیکی دەستکاری نەکردنی ئۆتۆمبێل بە ناوەندیترین توانای بنچینەیی هەڵگیراوی ناوەندی کاربەدەری کردۆتی داخڵی، هێنانە دووروبەری مێژوویی و هەواڵدانی نوێ بۆ مێشکی ناوەندی و کۆنتڕۆڵکەری دۆمەین، بە تایبەتمەندی لە بازنەی DC-DC دەسکاری کارهێزان، چڕی کارهێزی باڵا، EMC کارهێزی دەسکاری، کارامەیی باڵا، هەبوونی چاودێری نرخ بەهایەکی هەڵگیراوی و هەواڵدان.
Qualcomm وەک بەرھەم بەرکاری کۆنتڕۆڵکەری دۆمێنی ئاسایشی هەماھەنگ، SA8155 و SA8295 چالاکییەکی گرنگی لەبیردەهێنن، سێندەری دۆمێنی مرکەزی SOC لە جۆری ١ پێدانی ترانزیست (پێدانی توانای لە ناو بەتەریەکە دەگۆڕدرێتەوە لە جۆری ١) کورتە ماوەی کارەبایی، کارەبایی داینامیکی، کارامەیی لە کاتی بەکارهێنان، خەرجی و ڕیزی مابەینی EMC دیزاینی پێدانی کارەبایی گۆڕانکاریەکان چالاکیەکی گەورە بووە بۆ دیزاینی BUCK. چۆنیەتی شیکارکردن و کۆکردنشی دواتر داینامیکی معماری، چیپەکانی پێدانی کارەبایی، ئیندوکتورەکان، Mosfet، خازەنەکان دەبێتە کارێکی تەکنولۆژی بۆ کارلێکی تولیدکەران.
لەم توێژینگەدا، بۆ ئەنیمەڵی خانەی کۆントڕۆڵی سیستەمی دۆمەینی خۆردووەیی (١٠٠-٣٠٠٪) لەسەر چاککردنەوەی تەقینەزانی ڕۆی دۆمەینی یەکەم، بۆ دیزاینکردنی DC-DC سویچینگ پاور سوپلای، لە جملەدا هەڵبژاردنی سکیما، ئیندۆکتۆر، خازەن و رێگەکانی دیزاینی تر، بەشداری لە شیكارکردنی هەڵواسنەوەکانی قورسی دەکات وەکوو ڕووبەر، هەنگاو، کارامەیی و باشترین ڕێگەی دابینکردنی تەقینەزان.
بە وەرگرتنی Qualcomm SA8295 وەکوو نموونە، ئەم فەصلە دەربارەی دیزاینکردنی سەرەکی BUCK سویچینگ پاور سوپلای دەبات و ڕێالیزەی دیزاینەکەی دەکات.
ئەم فەصلە پێویستی بە زانیاری تەواو لە بەشی یەکەمی مەجلوولەکە دارد (بە تێبینی تیۆری و هەژمارکردنی BUCK سویچینگ پاور سوپلای)، و دواتر دەست دەکەوێت بە دیزاینکردنی تەواوی BUCK پاور سوپلای لەسەر بنەمای LM25149.
ئەم زنجیرە توێژینگە گرێبەستێکی سێتایە (نوێکردنەوەکانی دواتر):
٠١-تەفسیری دیزاینی تەقینەزانی لە کۆنتڕۆڵەری دۆمەینی ئۆتۆمبێلی Qualcomm: دیزاین و هەژمارکردنی تەقینەزان (بڵاوکرایەوە)
02-گرێدانی دیزاینی کوالکۆم لە کۆنتڕۆڵکەری دۆمینی ئۆتۆمبێلی لە سطحی ١: دیزاینی شێمایی و دیزاینی پانلی PCB (ئەم فەصلە )
03-گرێدانی دیزاینی کوالکۆم لە کۆنتڕۆڵکەری دۆمینی ئۆتۆمبێلی لە سطحی ١: تۆمارکردنی تاقیکردنەوەی چالاکی (دەربارەی داهاتوو)
١- مەبەست و هەڵواسنەکان
١.١ پێویستیەکانی سەرکەوتووی SA8295
جەدولی ١: پێویستیەکانی دیزاینی بەرهەمی SA8295
Not: دیزاینی نوێی SA8295 پێویستی بە ٢١A (١ NPU) و ٢٤A (٢ NPU) هەیە، کە ئەم دیزاینە دەتوانێت بگرێتەوە (٣٠A پاراستن لە بەرگەی زۆری کورەنت)
١.٢ مەبەستی دیزاین
ئەم دیزاینە بەکاردێت LM25149 بۆ دروستکردنی بەرهەمی سەرەکی کۆنتڕۆڵکەر , توانایی هەڵگرتنی ناوەندی گۆڕانباری 24A (100µs) و پێدانی داواکاری کارکردنی ئارامی زیاتر لە 10A، داواکاری سەرجەمی چالاکی، هەڵوەشان و بەهایەکان.
Not: ناوەندی گۆڕانبار دەبێتە هۆی گەرمیەکی گونجاو نا (بۆ Qualcomm SA8295، ناوەندی گۆڕانبار تەنها 100µs دەخایەنێت). بەڵام ناوەندی ئارامی زۆر دەتوانێت گەرمی زیاد بکات، بەمەش دەبێت ڕه‌وشتی كاركردنی گەرمی ببینرێت (دەبێت شێوازی چالاکی هەڵبژێردرێت بەپێی دۆخی دەوروبەری راستەقینەیەكان).
2- شێمای دروستکردن و دروستکردنی PCB
2.1 هەڵبژاردنی تورماوە بنچینەییەکان
جارێنەری دۆمەین: ماسئولەوەی چالاکی، هەڵگرتنی بەها، لەگەڵ کەمکردنەوەی چوارچۆپی PCB؛ بیرلێکردنی ناوەندی BUCK EMC و ناوەندی چەماوە، وەکوو نەزمی و قانوونەکانی گشتی دروستکردنی BUCK، دەتوانیت بەرهەمە گشتیەکان مامەڵە بکەیت.
بۆ چاپتری 1 ببینە بۆ وردەکارییەکان لە هەڵبژاردن و هەژمارکردنی پۆلە دانەییەکان (تێگەیشتن لە دیزاینی تەزویری کوالکۆم خۆتۆمبێل دۆمەین کۆنتڕۆڵکەر لە سطحی 1: دیزاینی تەزویر و هەژمارکردن)
دیزاینی هەڵبژاردنی ڤاریانتی 2 دەکات (بەکارهێنانی حەوت 47uF سەرامیک کاپاسیتۆر لە C1210 پاکەیج). ئەم دیزاینە سەرەتا ناگونجیە، دیزاینی پرۆدەکت دەتوانرێت بەپێی شێوەی مۆدەلەکە گۆڕانکاری بکرێت، و دیزاین به‌رهه‌مگوزاری بەپێی ئەنجامە ئاسایییەکانی ئازموون.
خشتەی 2: دیزاینی تەزویری BUCK - سکیما دیزاین
2.1.1 تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی MOSFET
خشتەی 3: تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی MOSFET
2.1.2 تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆر
هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆر بەکارهێنانی نومرەی مۆدەل: VSEB0660-1R0MV
خشتەی 4: هەڵبژاردنی ئیندۆکتۆر
2.1.3 تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی کاپاسیتۆری فیلتەری دەربڕان
خشتەی 5: تەزویری BUCK - هەڵبژاردنی کاپاسیتۆری فیلتەری دەربڕان
2.1.4 Hilbera ji bo karûbarê BUCK - hilbijartina kapasîtorê ya daxistinê
Tabloya 6: Hilbera ji bo karûbarê BUCK - hilbijartina kapasîtorê ya daxistinê
2.2 Amûrên avakirina şematîk û PCB-yê
2.2.1 Avakirina şematîk û PCB: Caritron EDA ( https://lceda.cn/)
Wêneya 1: Daxwazîn li Caritron EDA
Jialitron EDA yek ji amûrên EDA yên xwezayî û bihêz e ku baştirîn encam dide, ev avakirin bi Jialitron EDA ve hatiye kirin.
2.3 Hilbera ji bo karûbarê BUCK - avakirina şematîk
2.3.1 Hilbera ji bo karûbarê BUCK - avakirina şematîk
Avakirina şematîk dikare bigere ser vê deqîqnameya LM25149-Q1 û borfa pêşeng a derveyî, avakirin teoriya bingehîn a hilbera karanbûyê ya BUCK û talimatnameya avakirina hilbera asta yekem ya kontrolkerê ya herî bilind têkildar dike.
Wêneya 2 Şematîka LM25149
2.3.2 BUCK Karsazî - Şemaya Dîzayna Teknolojiya Rêza
Girêdana portê ya EMC:
Bijareyên Teknolojîk:
1 Rola sereke ya L1 kêmkirina bandora nûçeyên şewatê yên li ser karsaziyê ye, frekansa navkera şewatê 2.2MHz e, L1 û C23 komkirine sirkûtê LC (C16 kapasîtorê elektrolîtîk e ji bo frekansên jêr 500KHz), 2.2MHz-ya 60dB kêm dike.
② C21 nûçeya navker (dawiya lêdana baristê) kêm dike û bi taybetî nûçe ya EMC ji 10-100MHz kêm dike.
③ Ger C21, C23 pêşî lêparîna karsaziyê ne, hingê divê cureya kapasîtorê bi dawiyên flexîbil hilbijartin, heger lêparînê hebû, dikare cureya otomobîlê hilbijêre. Her weha dikare du kapasîtor bi rêza serî ve bikar bînin da ku mekanîzmayekî lêparînê ya wekhev saz bike.
بۆ MOSFET های چالاکی و LM25149 خازنی گرێدان و خازنی دیکوپلینگ تێکڕاستی هەمان پێداویستان هەیە، ئەم توێژینە بۆ جێبەجێکردنی فەرموودە نییە، بەکارهێنانی یەك خازنی سیرامیك، توێژینەیەكی لە سطیفی محصول بۆ باسکردن لە پێداویستییەكانی دیزاینی خودرو.
Not: LM25419 دیجواركردنی ئاكتیف EMC و دووبارە كردنەوەی تەكنۆلۆجیای سپرێكترومی تصادفی، تەنها بۆ كۆنترۆڵكردنی ئامپلیتودی EMC تا سەدان درێژە دەدات، و ناتوانێت EMC بە تەواوی لەناو ببات، بۆ داۋەژۆیەكی 2.2MHz دابەشبووەكانی كارەبا (≥ 10A) زیانی گەشتكردن لە ستوونداردا هەیە، دەبێتە بنچینەی دیاریكاری فیزیكی، ئەگەر C23 لەناو بچێت دیاریكاری فیزیكی دەتوانێت هێشتا لەڕێگەی كۆندوكسیون بەسەر بخات دەتوانرێت بە كارهێنانی C23 دابەزێتەوە، هەرزانتر بكاتەوە.
خازنەكانی بەرگی BUCK:
1 C2,C3 بۆ چاڵاکی BUCK دەبێتەوە، دەبێتەوەی خستنە سەر کاریگەری EMC بۆ ترانسپۆرتی کارهەڵاتێکی زۆر گرنگە، هەڵبژاردنی 10uF دەبێتەوە 2Mhz نزیکترین ئیمپیدانس ≤ 5mΩ، CGA4J1X8L1A106K125AC و CGA6P1X7S1A476M250AC ھەیە تایبەتمەندییەکانی تەکنیکی باش بۆ بنەما، دەبێتەوە دەتوانرێت X7R، 35V/50V دەربارەی فشار، C1210 و C1206 دەبنەوە. ئەم پلانەدا هەڵبژاردنی C1210 دەبێتەوە، دەتوانیت زۆر مۆدڵ بدۆزیتەوە بۆ دڵنیابوون لە کاریگەری.
② C4 بۆ دەبێتەوەی کارەبایی سویچینگی بەرز، دەبێتەوە 50V X7R، C0402 دەبێتەوە دەتوانرێت.
C2, C3, C4, شێواز دەبێتەوەیەکی گرنگ بۆ ڕێنووسی کارەبایی (زانیاری لەبارەی شێواز)، دەبێتەوەیەکی بنەڕەتی دەبێتەوەی چاڵاکی BUCK دەبێتەوە، دەبێتەوەیەکی بنەڕەتی دەبێتەوەی چاڵاکی BUCK دەبێتەوە، دەتوانیت بیخوێنیت بۆ تێگەیشتنی زۆرتر لە دەبێتەوەی چاڵاکی.
③ TP7,TP9,TP13 بۆ ئازموونکردنی سویچی TG, BG و سیکنالەکانی SW بەکاردێت، بۆ ئازموونکردنی دواییەکانی راستەوخۆ، توندوتیژی و کارایی یەکەم و کۆتایی موسفێت، یەکێک لە ئیندیکاتۆرە سەرەکییەکانی ئازموونی کارایی کارلێکردنی کوڕگا دەربڕی دەکات.
بەرگی TP ی GND بۆ کەمکردنەوەی لووبی GND و پەرەپێدانی دروستی ئازموونکردنی ئۆسکیلوسکۆپ بەکاردێت، و LAYOUT پێویستە هەر قه‌درێك ده‌توانرێت نزیكتر بێت لە بەرگەكانی سیکنالە ئازموونکراوەکان.
موسفێت گەردونی ڕەشەکانی درایڤەرەکان:
1 R1 و R2 ڕەشەکانی گەردونی موسفێت دەریان دەکەن، کە ئەنجامێکی گرنگیان هەیە لەسەر یەکەم و کۆتایی موسفێتەکان.
② هەڵبژاردنی R1، R2 بەردەوام دەکرێت لەسەرەتا بەرزی کۆنتڕۆڵکەری قۆری BUCK (کۆنتڕۆڵکەر (PULL و PUSH رزیستانس)، تیرمەی گەردوونی MOSFET و خاڵەکانی بارکردن (توانای دروستکردن CISS) هۆکاری سەرەکی بۆ هەڵبژاردنی سەرەتایی لە شوێنی چەند رزیستانسێکدا ≤ 10 ئۆهم، بەڵام دەبێت بەپێی خاڵەکانی بارکردن بزانین، پێویستە دواتر ڕێکخەرێن و بەهایەکی گونجاو هەڵبژێرین.
③ R1 و R2 دەکەونە ناوەڕۆکی EMC بۆ خاڵە سروشتییەکان، لەکاتێکدا هەندێک لە هۆکارە سەرەکییەکان دەبن بۆ زیانی قۆری کلیل، لە کاربەدەستدا پێویستە تەواوی (گەرمی MOSFET) و EMC هەڵسوکەوت بکەن تا کۆنسێنسۆسێک بدۆزنەوە.
Not: ٦ خاڵی تاقیکردن بۆ تاقیکردن لە خاڵەکانی کلیل و ماوەی مردنەوە.
چەمڵەی قۆری دەربڕین:
1 هەڵبژاردنی ئیندۆکتانس: هەڵبژاردنی ئیندۆکتانس لە دوو باوەرهێنانی سەرەکیدا دەبێت:
-کارکردنی کورتەماوەی کوردانت: دەتوانێت ٢١ (٢٤) A دەربڕێت (کات: ١٠٠us)؛
-هەڵگرتنی كاركردن لە دۆخی ستهیدي: 10A، توانایی كاركردنی هەیە لە شێوەیهكی ستور بە هەڵگرتنی 10A (دەستپێكی داواكاری ده‌ره‌كاری دما 85°)؛
-ماوەی هەڵگرتنی كاركردنی كورتكراو ≤ 100us، و لە كاتی ده‌ستپێكدا رخ دەكات، ته‌نها پێویسته ئه‌وه هه‌ڵبژێردرێت كه ئیندوكتور به‌رز نابێت داواكاریكان بۆ فراوانتر كردن (بۆ داواكاری هه‌ڵگرتنی ئیندوكتانس).
② هه‌ڵبژاردنی ره‌زیستۆری نمونه‌كه‌وێن: هه‌ڵبژاردنی ره‌زیستۆر R1206، ته‌رمۆل گه‌رمه وه‌رده‌ستێت ≥ 0.5W؛
③ هه‌ڵبژاردنی خازێنان: سه‌رجه‌م: بابه‌تی یه‌كه‌می فیلتهر كردنی خروجی بابه‌ت؛
به‌ره‌گه‌یاندنی سركیووت:
LM25149 هه‌یه كۆنفیگوراسیونی خروجی داهێنراو و كۆنفیگوراسیونی فیدبەك خروجی، بۆ زانیاری زیاتر سه‌ره‌تا ده‌توانیت ببینیت؛
1 R14l به‌ستراوه بۆ VDDA، خروجی 3.3V
② R14=24.9K، خروجی 5.0V
③ R14=49.9K، خروجی 12.0V
R14، R9 و R10 له‌ناوبه‌ند ده‌چنره‌وێت داواكاری خروجی دابه‌زێنن؛
R19 و TP3، TP4ی داواکراو: بۆ تێستکردن، مارجینی فاز، فرێکانسی کرۆسکردن، هتد.
Not: TP3 و TP4 بەکارهێنراون بۆ تێستکردن، مارجینی فاز، فرێکانسی کرۆسکردن، هتد.
دروستکردنی فونکسیون:
1 EN: سیگناڵی فعالکردن، ≥1.0V پاشەکەوتی کار دەکات، دەتوانرێت بەکاربهێنرێت بۆ پاراستنی بنچینەیی جۆرە کەمتر لە فشاری دروست؛
② Sync-PG: خروجی هاوڕێز یان باشی توانایی، ئەم دیزاینە بەکاردهێت بۆ باشی توانایی؛
③ PFM/SYNC
-جومپەری پێشگرت (NC): دیۆدی ئەنالۆگ، خروجی کورەنتی بچوک، دەتوانێت کاربکات لە کارامایی بەرز؛
-دوخەڵکردنی جومپەر بۆ GND، CCM حالتی زۆر دەکات؛
4 دروستکردنی حالتی چیپ: گشتی پێنج حالتی کارکردن (سەیری سپیسیفیکەیشن بکە)
2.4 BUCK سەرچاوەی توان - دیزاینی PCB
2.4.1 BUCK ته‌جهيزاتي-PCB دیزاین
1 -لای سەرەوە
② -GND
③ -سیگنال
4 -لای خوارەوە
2.4.2 BUCK ته‌جهيزاتي-دیزاینی PCB به تێكناڵۆژی دابەزێنێت
دەنگی چاودێری و دەنگی دەربڕین:
1 BUCK ته‌جهيزاتي دەنگی چاودێری و دەنگی دەربڕین بۆ ئه‌وه‌ی كورتكراوی لۆوب بمانه‌وێت، هه‌یه كه ئه‌ممه‌نی EMC به‌كاربهێنێت؛
② C4 سه‌ره‌تا بۆ ده‌ركردنی شێوازی نوێنه‌كانی ده‌ستپێك و كۆتایی به‌كارده‌هێنرێت.
MOSFET و لۆوبی زانستی:
1 بەکارهێنانی مۆسپێتە دوو لە یەکدا هەڵگرتنی زاوەکان کەم دەکات و هەڵگرتنی نرخ داوا دەکات، بەڵام ھەڵەیەک ئەوەیە کە سۆفتوێری زاو SW ناتوانێت خشتەی کەمترین ماوەیەکی هەڵگرێتەوە؛
② نقطەی SW ی مۆسپێتی دوو لە یەکدا ناتوانێت هێڵکردنی لاکەی یەکسانی PCB ڕوون کات و پێویستە لا بگۆڕدرێت تا هێڵکردنی هەڵگەڕاوە بۆ دروستکردنی دەربەدەری کارەبایی فراوان بێتەدەر.
نمونەی کارەبایی:
1 نمونەی کارەبایی پێویستی بە هێڵکردنی جیاوازی لە گرۆندی مامۆسبەندارە؛
② کۆنتڕۆڵی ئیمپیدانس و هەمان درێژی پێویست نییە و هێڵکردن خشتەی کەمترین دووری هەڵگرێتەوە.
فیدبەک FB:
ڕێزیستان و ئامێرەکان نزیکەی پینەکانی چیپ کۆنتڕۆڵەکان دەبێت.
گەرمی و گرۆند:
ئامێرە گەرمی دەکەن: مۆسپێتەکان، کۆلەکان و ڕێزیستانە نمونەییەکان، دەتوانیت زۆربەی هەڵگەڕاوە بۆ گەرمی هەڵبگریت و زیادکردنی گەڕاوەکانی GND دەتوانێت یارمەتی بدات بۆ باشکردنی گەرمی لە سەرجەم بەرهەمەکەدا.
3- دۆمەینی کۆنتڕۆڵکراوی لەرزەی 1 دیزاینی کارەبایی BUCK - گرتساز
3.1 دووری 3D
شێوەی 3D-1
شێوەی 3D-2
3.2 بڕوانامەی شێواز
1 دیزاینی کاره‌بای گۆڕانی لە چوار لاکاندا دروستکراوە، درێژی PCB 1.6 میلیمتر و قەبارەی 30X65 میلیمتر؛
② کارەبای دەرچوون دەتوانێت ساتناکی Qualcomm SA8295 زۆرترین 24A هەبوونی کارەبای گۆڕاو، پشتگیری لە 10A یان زۆرتر کارەبای دەرچوونی باو.
4- دەربارە Codaca Electronics
Codaca بە تەکنۆلۆژیای بەرهەمهێنانی سەربەخۆی سەر ئیندۆکتانس تێکەڵە، VSEB0660-1R0M بۆ پلاتفۆرمی Qualcomm مناسبە بۆ پەرەسازی و بەکارهێنان، بە توانای تەکنیکی زۆرترین بەهای کارا، بەهای سەرووەتی زۆر، گەرمی کەم، و لەپەرەسازی کارەبا بەرزترین نرخ. Codaca بە پەژەوهخوازی تەکنۆلۆژیا، نوێگەری تەکنۆلۆژیا، و پەژەوهخوازی بەرهەمە باشەکان بۆ صنایع ئیندۆکتانس کار دەکات، بۆ ئەوەی بەرەوپێشبردن و بەکارهێنانی بەرهەمە ئەلیکترۆنییەکان یارمەتی بدرێت.
5- تاقیکردنەوە و دڵنیابوون
بۆ ئامتحانی دواتر، مەرجی سەلماندنیش دەکەن بە: 03-Deciphering Qualcomm's Automotive Domain Controller Level 1 Power Supply Design: Performance Test Measurement Analysis (دەربارەی داواکاریەکان)
[ئاماژە]
1.LM25149-Q1：ti.com.cn/product/cn/LM25149-Q1
2.BUK9K6R2-40E： https://www.nexperia.cn/product/BUK9K6R2-40E
EN