EN
Hızlı Bağlantılar
Yeni enerji taşıtları endüstrisinin hızlı gelişimi, çeşitli endüstriyel zincirlerde patlamaya varan büyüme sağlamıştır. Taşıt entegrasyonu ve otonom sürüş, özellikle DC-DC güç kaynaklarının güvenilirliği, yüksek güç yoğunluğu, anahtarlamalı güç kaynağı, EMC, yüksek verimlilik ve düşük maliyet açısından yeni enerji taşıtları için en kritik rekabet avantajı alanları haline gelmiştir.
Akıllı kabin alan kontrolörleri tedarikçisi olarak Qualcomm, SA8155 ve SA8295 ile önemli bir konuma sahiptir. Merkezi alan kontrolcüsü SOC ilk aşama güç kaynağı (pil girişi ile ilk aşama dönüştürme gücü arasındaki) geçici akım, kararlı çalışma akımı, bekleme gücü verimliliği, maliyet ve EMC tasarımı arasındaki çatışmalar, BUCK güç kaynağı tasarımında büyük bir zorluk oluşturmaktadır. Bu çatışmaları nasıl ele almak ve dengede tutmak; anahtarlı güç kaynağı mimarisi, güç yongası, bobin, MOSFET ve kapasitör üreticilerinin ortak çabalarının teknik yönünü belirlemektedir.
1- İçerik Özeti
Bu makale, büyük dinamik anahtarlama gücü akımına sahip otomotiv merkezi alan kontrolörleri için birinci aşama güç kaynağı tasarımı üzerine odaklanmaktadır (yüzde 100-300), DC-DC anahtarlama güç kaynaklarının tasarımını, güç çözümü seçeneklerini, endüktör ve kapasitör seçimini ve diğer tasarım yöntemlerini ele almaktadır. Aynı zamanda hacim, maliyet, verimlilik ve performans açısından ortaya çıkan zorluklara değinilerek uygulamaya dönük tasarım tartışılmaktadır.
Bu bölüm, Qualcomm SA8295 alan kontrolörlerini örnek alarak birinci aşama BUCK anahtarlama güç kaynağı testi ve doğrulamasının araştırılmasını ve uygulanmasını ele almaktadır ve test sonuçlarının beklenen tasarıma uygun olup olmadığını göstermektedir.
Bu makale dizisi üç bölümden oluşmaktadır:
01- Qualcomm Otomotiv Alan Kontrolörü Birinci Aşama Güç Tasarımı Çözümlemesi: Güç Kaynağı Tasarımı ve Hesaplamaları
02- Qualcomm Otomotiv Alan Kontrolörü Birinci Aşama Güç Tasarımı Çözümlemesi: Şematik Tasarım ve PCB Tasarımı
03- Qualcomm Otomotiv Alan Kontrolcüsü İlk Aşama Güç Kaynağı Tasarımının Çözümlenmesi: Performans Test Ölçüm Analizi (Bu Bölüm)
2- Doğrulama Amaçları
SA8295 Geçici Akım Gereksinimleri aşağıdaki gibidir:
Not: NPU etkinleştirme ek akım tüketimi gerektirir. Bu tasarım, NPU tasarım akımını (3A+3A) içermemektedir.
3- Test Ortamı ve Koşulları
3.1 Test Koşulları
Ortam sıcaklığı: 25°C (gerçek değer 24-27°C, 25°C olarak hesaplanmıştır)
3.2 Test Cihazları ve Test Yöntemleri
3.3 Şemalar ve PCB
ŞEMA
PCB
4- Test Doğrulaması
Farklı voltajlarda (9-16V) sabit durum yük kapasitesinin gösterdiği dalgalanma, voltaj doğruluğu, kararlılık, sıcaklık artışı ve verimlilik performansını doğrulayın. Alan sınırlılığı nedeniyle test doğrulaması için anahtar performans göstergelerini seçin.
① Dalgalanma: Farklı giriş voltajları ve yük akımları altındaki dalgalanma;
② Voltaj Doğruluğu: Farklı giriş voltajları ve yük akımları altında çıkış voltajı doğruluğu;
③ Yük Akımı Kapasitesi: Çıkış akımı voltajı, verim eğrisi testi;
④ Sıcaklık Artışı Özellikleri: Çalışma koşullarının gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını doğrulayın.
4.1 Alçak gerilim yük kapasitesi (9,0 V)
4.2 Normal Gerilim Yük Kapasitesi (13,5 V)
4.3 Yüksek Gerilim Yük Kapasitesi (16,0 V)
4.4 Sürekli Akım Testi
5. Test Özeti
5.1 Test Sonuçları
Dikkat edilmesi gereken birkaç nokta:
① Temel tasarım hedefi, geçici akım ve kararlı çalışma akımı gereksinimlerini karşılamaktır. Maksimum değerlere tamamen göre tasarlandığında maliyetler ve hacim artar (PCB tasarım yoğunluğu azalır), ancak gerçekte 18 A'de kararlı bir şekilde çalıştırılacağı böyle bir durum söz konusu değildir;
② Dalgalanma, seramik kapasitörler kullanılarak kolayca sağlanır ve hepsi 50 mV'nin altındadır;
③ Güç indüktörü, mükemmel DCR ve akım yumuşak doyum karakteristiğine sahiptir, gerçek çıkış 21 A akımdır;
④ Bu tasarım, kısa süreler için 20 amperin üzerinde çalışabilir ve 8-12 A verimlilik ile sıcaklık artışında iyi seviyeleri korur.
6- Anahtar Malzemeler Listesi
7- Endüktör Seçimi
Otomotiv alan kontrolörlerindeki birinci kademe güç kaynağının önemli bir bileşeni olarak endüktörlerin performansı, DC-DC anahtarlamalı güç kaynaklarının güvenilirliği ve dönüşüm verimliliği açısından kritik öneme sahiptir. Bu tasarım çözümünde CODACA otomotiv sınıfı Basınçlı Güç Endüktörsü VSEB0660-1R0M kullanılmıştır. Bu seri endüktörler düşük kayıplı, yüksek verimli, geniş uygulama frekans aralığına sahip, doyma akımına karşı dayanıklı, düşük ısı üretmeli ve yüksek maliyet-performans oranına sahip özellikler sunar. İnce tasarıma sahip olan bu endüktör, sektörde öncü güç yoğunluğuna sahip olup Qualcomm platformlarının geliştirilmesi ve uygulanması için son derece uygundur.