EN
Тез шилтемелер
Жаңы энергиялык транспорт каражаттарынын өнүгүшү ар кандай өнөр жай чынжыры боюнча экспоненциалдуу өнүгүшкө алып келди. Транспорт каражаттарынын интеллектуалдуулугу жана автономдук ийгиликке жеткириши жаңы энергиялык транспорт каражаттары үчүн эң маанилүү бакыйдаштык багытына айланып, борбордук мээлер менен домендик контроллерлерге, айрыкча DC-DC импульстук күч түзүткүчтөрдүн ишенчтүүлүгү, жогорку кубаттуулугу, импульстук күч түзүткүчтүн EMCси, жогорку эффективдүүлүгү жана жогорку баасына карата жаңы чыңдоолорду жана мүмкүнчүлүктөрдү алып келди.
SA8155 жана SA8295 менен бирге интеллектуалдуу кабина аймагынын контроллерлеринин поставшиги болуп саналган Qualcomm, борбордук аймактык контроллердин SOC биринчи даражадагы кубаты (батареядан киргизүүдөн биринчи өзгөртүүгө чейинки кубат) үчүн көздөй турган дайымкы ток, туруктуу иштөө тогу, кубаттын талаңсыз иштөө эффективдүүлүгү, баасы жана алмаштыруу режимдеги кубат колеминин EMC дизайнынын ортосундагы карама-каршылыктар BUCK кубат колеминин долбоорунда чоң кыйынчылык тудырат. Бул карама-каршылыктарды чечип, тепе-теңдикке келтирүү - бул алмаштыруу режимдеги кубат колеминин архитектурасы, кубат чиптери, индуктивдүүлүктөр, MOSFETтер жана конденсаторлор биригип иштөөнүн техникалык багыты.
Бул макалада автомобиль колдонулушу үчүн борбордук домендик контроллердин негизги кубатын камсыз кылуу системасынын долбоору чоң динамикалык айлануучу токтун (100-300%) режиминде бириктирилген, DC-DC айлануучу токту камсыз кылуу үчүн долбоорлор, индуктивдүү жана конденсаторду тандоо ыкмаларын камтыйт. Көлөм, баасы, эффективдүүлүгү жана иштеешине байланыштуу кыйынчылыктарды чечүү менен практикалык долбоорду талкуулап, ишке ашырат.
Бул макалада Qualcommдин SA8295 домендик контроллерин мисал кылып алып, негизги BUCK айлануучу токту камсыз кылуу системасынын практикалык долбоорун изилдөө жана ишке ашыруу каралат.
Бул макалалар сериясы үч бөлүмдөн турат (үзгүлтүксүз жаңыртылып турат):
01- Qualcomm Автомобиль Домендик Контроллеринин Биринчи Стадиялык Токту Камсыз Кылуу Долбоорун Коюу: Токту Камсыз Кылуу Долбоору жана Эсептөө (бул бөлүм)
1- Дизайн максаттары жана кыйынчылыктар
1.1 SA8295 үчүн Өтүүчү Ток Талаптары
Таблица 1: SA8295 үчүн Ток Долбоору Талаптары
1.2 SA8295 Күтүү режиминдеги ток талаптары
Qualcomm SOC 3.3V электр тогунун күтүү режиминдеги чыгымы 4-7,5 мА ичине кирет (жадынын өзүн-өзү жаңылоо энергиясын камтыйт), күтүү режиминен чыгууга колдоо көрсөтөт.
Борбордук Мий (Кабина Домендик Башкаруу) бүт белгилүү машина бюджети 7-10мА (13,5В), 4G/5G модулунун өзү гана 4-5мА ток чыгарат, Qualcomm SA8295 тогу 13,5В 3мА (40мВ) же андан ашпайт.
1.3 Үч кыйынчылык
1.3.1 Чылдамдуулук 1: Qualcomm Домендик Башкаруу SA8295 которуучу ток көздөгү чыгыш тогу
Чоң өтүүчү ток, 3,3В, 18 ампер (0,1мс), 0,1мс убакытта DC-DC которуучу ток көздөрү үчүн узак мөөнөттүк туруктуу чыгыш болуп саналат, buck ток көзү 18 амперлик туруктуу чыгыш үчүн долбоорлоого тийиш.
1.3.2 Чылдамдуулук 2: Жогорку Сапаттагы Домендик Башкаруу SA8295 Которуучу Ток Көздөгү Динамика
SA8295 домендик башкаруусунун туруктуу иштөө тогу 5-9 амперди түзөт, ал индуктивдүүлүктө (индуктивдүүлүк номиналдык токко кайсы жактан пропорционалдуу) көлөм, баа жана жыштык боюнча 300% ашыкча туруктуу иштөө тогунун айырмасын түзөт, бул чоң карама-каршылыкка алып келет.
1.3.3 Чылдамдуулук 3: Жогорку Сапаттагы Домендик Башкаруу SA8295 Которуучу Ток Көздөгү Микро-Ток Эффективдүүлүгү
13,5 В 3 мА чыгышында 70% эффективтүүлүккө ээ болгондо күтүүдөги электр энергиясынын тасарланышы контроллеринин архитектурасына жана индуктивдүү тандоо конструкторулуусуна чоң талап коюлат.
Бул долбоор максималдуу SA8295 биринчиликтүү buck электр камсыздоо тасарламасынын талабына негизделген, ал эми которуучу электр камсыздоо жана DC-DC технологиялык чечимдердин негизги кыйынчылыктарын изилдөөнү көздөйт.
2- Чечимдин Тандалышынын Салыштырмасы
2.1 Qualcomm SA8295 домендык контрольдоо үчүн техникалык талаптар
2-таблицада көрсөтүлгөндөй:
Таблица 2: Qualcomm SA8295 үчүн Электр Тасарламасынын Техникалык Талаптары
2.2 Тасарлама Схемасы жана Техникалык Кечилиштер
MPQ2918, MPQ2930, LM25141-Q1, MAX20098, LTC7803, LM25149-Q1 жана башкалар бардыгы тасарлама талаптарын канааттандырат. Бул долбоордо LM25149-Q1 долбоордун борбордук мийка башкаруу блогу үчүн биринчиликтүү электр камсыздоо схемасы катары тандалган.
2.2.1 Расмий LM25149-Q1 дареги:
https://www.ti.com.cn/product/cn/LM25149-Q1?keyMatch=LM25149-Q1
Таблица 3: LM25149-Q1 үчүн Тасарлама Белгилерине Арналган Материалдар
2.2.2 LM25149-Q1 техникалык спецификациясы:
2.2.3 LM25149-Q1 иштетүү тахтасы:
LM25149-Q1 EVM Колдонуучунун нускамасы (Rev. A) (ti.com.cn)
2.2.4 Активдүү фильтрдин туруктуулугу жана өнүмдүлүгү:
Активдүү EMI фильтрлердин туруктуулугун жана өнүмдүлүгүн камсыз кылуу жолдору (ti.com.cn)
2.2.5 LM5149-LM25149 Дизайн инструменттери :
LM5149-LM25149DESIGN-CALC Есептөө каражаты | TI.com
3- Синхрондук BUCK электр энергиясын берүү системасынын долбоору менен есептөө
3.1 LM25149 түпнұсқа техникалык сипаттоолору жана долбоорлоо параметрлери
Таблица 4: Qualcomm SA8295 үчүн Электр Тасарламасынын Техникалык Спецификация Талаптары
Натыйжалуулук
Активдүү ЭМИ фильтрлери
ЭМИ сыноо
Шилтеме долбоордун эскизи
Шилтеме долбоордун чечимин баалоо тактасы
3.2 LM25149 Синхрондук БАК индуктивдүү тандау эсеби
3.2.1 Синхрондук БАК импульстук күч трансформатору формуласы:
5-таблица: Синхрондук BUCK кубат чыгышынын проекттөө эсептөө формулалары
3.3 Минималдуу индуктивдүүлүк эсеби
(Эсептөө формуласы, 5-таблицага караңыз)
6-таблица: Минималдуу индуктивдүүлүк эсебинин графиги (∆I=0.3)
7-таблица: Индукция эсептөөнүн минималдуу чеги
3.3.1 Индуктивдүүлүк эсебинин маалыматтарынын жыйноғу:
① Эгерде долбоор 6-20A (AI=0.3 эсептөө) диапазонун камтыса, киргизилүү 16V, чыгыш 6A болсо, индуктивдүүлүк ≥0.69μH болушу керек.
② Түзүлүш күчүнүн индукциясынын теориялык эсептөөсү Lmin: ≥ 0.69μH (теориялык);
③ Иштик долбоордо тандоо жана индуктивдүүлүктүн ±20% чегин эске алып, 0.82μH жана 1.0μH тандоо оптималдуу болот (индуктивдүүлүктү көтөрүү индуктивдин өлчөмүн, баасын көбөйтөт жана SRF төмөндөйт).
3.4 Индуктивдүүлүктүн ток эсеби
(Формула: 5-таблицанын 1 жана 2 пункттарына караңыз)
8-таблица: 0.82μH индуктордун ток эсеби
9-таблица: 1.0μH индуктордун ток эсеби
3.4.1 Теориялык эсептөө боюнча индуктивдүүлүктүн каныккан тогу ≥ 20.76A, жакындатканда 21A:
10-таблица: Индуктивдүүлүк техникалык талаптары
4- Айлантылуучу электр камсыздоосу үчүн индуктивдүүлүктү тандоо
Таблица 11: Индукторду тандаңыз
4.1 LM25149 үчүн токту өлчөө резисторун эсептөөнүн айлантылуучу электр камсыздоосу
12-таблица: Токту өлчөө резисторун теориялык эсептөө
13-таблица: Токту өлчөө резисторун тандоо
4.2 Синхрондук BUCK айлантылуучу электр камсыздоосу үчүн чыгуучу конденсаторду эсептөө
(Чыгуучу конденсаторду эсептөө: 5-таблицадагы формулаға караңыз)
14-таблица: Синхрондук BUCK айлантылуучу электр камсыздоосу үчүн чыгуучу конденсаторду эсептөө
Синхрондук buck импульстук электр кубатын камсыз кылуу түзүлүштөрү үчүн киргизүү жана чыгаруу фильтр конденсаторлорунун ишин, өлчөмүн жана баасын ортосунда компромисс бар. Конденсаторлордун техникалык талаптары белгилүү шарттардын астында сындан өткөрүлөт, ал эми тесттик өлчөө куралдарынын айырмачылыктары бирдей техникалык талаптар үчүн 10–50% айырмачылык чыгарууга мүмкүндүк берет. Дизайндын соңку натыйжасы илимий негизделген жана наладка процесси аркылуу сындан өткөрүлүшү талап кылынат (бир гана оптималдуу чечим жок; тек гана конкреттүү колдонууга жараша жөнгү схеманы тандоо).
Айлантуучу конденсаторлор төмөнкү талаптарды канааттандырышы керек: Сыйымдуулук ≥ 320uF (Оvershoot талабы), керамикалык конденсатордун сыйымдуулugu 2.435uF дан чоң болушу керек (негизги шарт эмес, талапты канааттандыруу жетиштүү).
15-таблица: Кайчылау электр кубатын камсыз кылуу үчүн чыгарылыш фильтр конденсаторлорунун моделдерин тандоо боюнча порай
16-таблица: Кайчылау электр кубатын камсыз кылуу үчүн чыгарылыш фильтр конденсаторлорунун дизайны
4.3 LM25149 электр кубатын берүү блогу үчүн киргизүү конденсаторун эсептөө
4.3.1 Киргизүү сыйымдуулугун эсептөө
17-таблица: Кошумча кубаттык чыгышы үчүн киргизилүүчү сүзгүч конденсаторун эсептөө
18-таблица: Кошумча кубат чыгышы үчүн чыгыш сүзгүчтөрүн тандоо
4.4 LM25149 Mosfet тандалышынын эсеби
4.4.1 MOSFETти эсептөө
LM25149 техникалык маалыматтар бетинде көптөгөн эсептөөлөр жана тандоо боюнча эсептөөлөр камтылган эмес. QG боюнча эсептөөлөр жана тандоолор тажрыйбалык баамдоолорго жана тескерисинче чыгарууларга негизделет. Эсептөө натыйжалары Vgs үчүн 4,5-5,0 В жана ≤22 нК маанисин көрсөтөт. Эсептөө процесси төмөнкү таблицада көрсөтүлгөн. Миллер платформасы 2-3 В (3 Вга жакын да жарайт) деп алынат, ал эми Rdson ≤8 мОм деп алынат.
Таблица 19: Mosfet тандалышы жана эсептөөлөр
4.5 Mosfet тандаш боюнча сунуштар
Таблица 20: Mosfet моделдерин тандаш
4.6 LM25149 FB жана компенсациялаштыруу боюнча эсептөөлөр
Таблица 21: FB жана компенсациялоо эсептөөлөрү
5.1 LM25149 BUCK Кубат Чыгышынын долбоорунун жана тандоонун жыйынтыгы
Терең анализге түшпөй куралдын техникалык талаптарына кайрылыңыз.
5- Долбоордун кыскача мазмуну
5.1 LM25149 BUCK Кубат Чыгышынын долбоорунун жана тандоонун жыйынтыгы
Таблица 22: Долбоор жана Тантоо
5.2 Чечимдин жыйынтыгы
Синхрондуу кайчылау электр камтамасыздык системаларынын иштешине жана эффективдүүлүгүнө бир нече фактор таасир этет. Иштеш жана техникалык талаптар практикалык факторлорду эске алуу менен белгиленет. Бул бөлүм практикалык долбоорлоого теориялык негиз болуп саналат жана теориялык эсептөөлөр үчүн колдонулат. Долбоордо иштеш жана техникалык талаптар компоненттердин иштешине, колдонуу шарттарына, жайгаштырууга жана башкаларга туура пропорциялыу, катуу сынамалар менен текшерилиши керек.
Qualcomm домен контроллерлери үчүн синхрондуу buck кубат колемин долбоорлоо контроллерди долбоорлоонун натыйжалуу, компакттүү жана арзан болушу керектигине байланыштуу татаал маселе. CODACA индуктивдик орамдар жана умуму махабат чокуларынын өз алдынча изилдөө жана долбоорлоого басым жасайт. CSEB0660-1R0M Qualcomm платформасынын өнүгүшү үчүн жана колдонуулары үчүн туура келет, ал арзан, токко каныкканга мыкты туруш, жылынганга азыраак бейиштүү жана өндүрүштүн кубаттуулугу менен көлөмүнүн оңдоо жагынан лидер. CODACA технологиялык изилдөө жана жаңылыктарга басым жасап, индуктивдик өндүрүш үчүн жакшы өнүмдөрдү түзүп, электрондук өнүмдөрдүн өнүгүшүнө жана колдонулушуна салым кошот.