Perkembangan pesat industri kenderaan tenaga baharu telah mendorong pertumbuhan melonjak merentasi pelbagai rantaian industri. Kepintaran kenderaan dan pemanduan autonomi kini menjadi arah kelebihan bersaing yang paling kritikal bagi kenderaan tenaga baharu, membawa cabaran dan peluang baharu untuk otak pusat bersepadu tinggi dan pengawal domain, terutamanya dari segi kebolehpercayaan, ketumpatan kuasa tinggi, bekalan kuasa suis, EMC, kecekapan tinggi, dan kos rendah bekalan kuasa DC-DC.
Qualcomm, sebagai pembekal pengawal domain kokpit pintar, memegang kedudukan penting dengan SA8155 dan SA8295. Konflik antara arus lalu lintas, arus operasi stabil, kecekapan kuasa siaga, kos, dan rekabentuk EMC dalam peringkat pertama bekalan kuasa SOC pengawal domain pusat (daripada input bateri kepada bekalan kuasa penukaran peringkat pertama) menimbulkan cabaran besar dalam rekabentuk bekalan kuasa BUCK. Bagaimana untuk menangani dan menyeimbangkan konflik ini merupakan arah teknikal bagi usaha bersama oleh pengeluar arkitekture bekalan kuasa suis, cip kuasa, induktor, MOSFET, dan kapasitor.
1- Gambaran Kandungan
Artikel ini memfokuskan pada rekabentuk bekalan kuasa peringkat pertama untuk pengawal domain pusat automotif dengan arus bekalan kuasa suis dinamik yang besar (100-300%), meneroka rekabentuk bekalan kuasa suis DC-DC, termasuk penyelesaian bekalan kuasa, pemilihan induktor dan kapasitor, serta kaedah rekabentuk lain, sambil menangani cabaran dari segi isipadu, kos, kecekapan, dan prestasi, serta membincangkan rekabentuk pelaksanaan praktikal.
Bab ini mengambil pengawal domain Qualcomm SA8295 sebagai contoh untuk meneroka dan melaksanakan ujian serta pengesahan bekalan kuasa suis BUCK peringkat pertama, menunjukkan sama ada keputusan ujian memenuhi rekabentuk yang dijangkakan.
Rangkaian artikel ini terdiri daripada tiga bab:
01- Menterjemah Rekabentuk Bekalan Kuasa Peringkat Pertama Pengawal Domain Automotif Qualcomm: Rekabentuk dan Pengiraan Bekalan Kuasa
02- Menterjemah Rekabentuk Bekalan Kuasa Peringkat Pertama Pengawal Domain Automotif Qualcomm: Rekabentuk Skematik dan Rekabentuk PCB
03- Menyahkod Reka Bentuk Bekalan Kuasa Peringkat Pertama Pengawal Domain Automotif Qualcomm: Analisis Ukuran Ujian Prestasi (Bab Ini)
2- Objektif Pengesahan
Keperluan Arus Transien SA8295 adalah seperti berikut:
Nota: Pengaktifan NPU memerlukan penggunaan arus tambahan. Reka bentuk ini tidak termasuk arus reka bentuk NPU (3A+3A).
3- Persekitaran dan Syarat Ujian
3.1 Syarat Ujian
Suhu persekitaran: 25°C (sebenar 24-27°C, dikira sebagai 25°C)
3.2 Alat Ujian dan Kaedah Ujian
3.3 Gambarajah Skematik dan PCB
RAJAH SKEMA
PCB
4- Pengesahan Ujian
Sahkan prestasi riak, ketepatan voltan, kestabilan, kenaikan suhu, dan kecekapan yang ditunjukkan oleh keupayaan beban keadaan mantap pada voltan yang berbeza (9-16V). Disebabkan had ruang, pilih penunjuk prestasi utama untuk pengesahan ujian.
① Riak: Riak di bawah voltan masukan dan arus beban yang berbeza;
② Ketepatan Voltan: Ketepatan voltan keluaran di bawah voltan masukan dan arus beban yang berbeza;
③ Keupayaan Arus Beban: Pengujian keluk voltan arus keluaran, kecekapan;
④ Ciri Kenaikan Suhu: Sahkan sama ada keadaan operasi memenuhi keperluan.
4.1 Keupayaan beban voltan rendah (9.0V)
4.2 Keupayaan Beban Voltan Normal (13.5V)
4.3 Keupayaan Beban Voltan Tinggi (16.0V)
4.4 Ujian Arus Berterusan
5. Ringkasan Ujian
5.1 Keputusan Ujian
Beberapa perkara perlu diperhatikan:
①Matlamat reka bentuk utama adalah untuk memenuhi keperluan arus transien dan arus operasi stabil. Jika direka sepenuhnya mengikut nilai maksimum, kos dan saiz akan meningkat (ketumpatan rekabentuk PCB berkurang), tetapi dalam kenyataan, tiada keadaan sedemikian di mana ia beroperasi secara stabil pada 18A;
②Riak mudah dipenuhi menggunakan kapasitor seramik, semua di bawah 50mV;
③Induktor kuasa mempunyai ciri DCR dan ketepuan arus lembut yang sangat baik, arus output sebenar 21A;
④Reka bentuk ini boleh beroperasi melebihi 20 ampere untuk tempoh pendek, mengekalkan kecekapan dan kenaikan suhu pada tahap yang baik pada 8-12A.
6- Bahan Utama Bom
7- Pemilihan Induktor
Sebagai komponen penting bekalan kuasa peringkat pertama dalam pengawal domain automotif, prestasi induktor adalah kritikal terhadap kebolehpercayaan dan kecekapan penukaran bekalan kuasa suis DC-DC. Dalam penyelesaian reka bentuk ini, Induktor Kuasa Terbentuk Leburan VSEB0660-1R0M gred automotif CODACA telah digunakan. Siri induktor ini mempunyai ciri-ciri kerugian rendah, kecekapan tinggi, julat frekuensi aplikasi yang luas, rintangan arus saturasi yang kuat, penjanaan haba yang rendah, serta nisbah kos prestasi yang tinggi. Reka bentuk nipis ini menawarkan ketumpatan kuasa terkemuka dalam industri, menjadikannya sangat sesuai untuk pembangunan dan aplikasi platform Qualcomm.
EN