【導(dǎo)讀】隨著汽車電子化和電氣化進(jìn)程的加速，汽車中的電子含量越來越多，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，就比如羅姆，在汽車電子中的產(chǎn)品就覆蓋了包括LED照明、ADAS、車載信息娛樂與儀表盤、ECU、電動(dòng)汽車以及動(dòng)力系統(tǒng)等多領(lǐng)域。
隨著汽車電子化和電氣化進(jìn)程的加速，汽車中的電子含量越來越多，系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，就比如羅姆，在汽車電子中的產(chǎn)品就覆蓋了包括LED照明、ADAS、車載信息娛樂與儀表盤、ECU、電動(dòng)汽車以及動(dòng)力系統(tǒng)等多領(lǐng)域。
羅姆半導(dǎo)體(上海)有限公司技術(shù)中心主管朱莎勤介紹道，傳統(tǒng)燃油車的電源包括發(fā)電機(jī)和電池兩種，電壓范圍一般是10-16V左右。而汽車電子中的各元件的工作電壓范圍不一，需要一次以及二次電源轉(zhuǎn)換的多級(jí)降壓，才可以確保各芯片正常工作。
針對(duì)下一代汽車技術(shù)，朱莎勤總結(jié)了電源轉(zhuǎn)換芯片的四大特點(diǎn)，包括提高功率轉(zhuǎn)換效率，低耗電量工作；提高耐壓能力，支持大電流；提高集成度，減少外圍元器件數(shù)量/小型化；以及保護(hù)功能、長(zhǎng)時(shí)間高可靠穩(wěn)定工作。
BD9P系列產(chǎn)品三大特點(diǎn)
“穩(wěn)定工作、高效率以及高降壓比。”朱莎勤總結(jié)了BD9P產(chǎn)品的三大技術(shù)亮點(diǎn)。
穩(wěn)定工作
穩(wěn)定工作的意思是即便電池電壓波動(dòng)的時(shí)候也不會(huì)產(chǎn)生較大過沖，從而使系統(tǒng)輸出可以平穩(wěn)。朱莎勤表示，尤其是在汽車啟停一瞬間的電壓波動(dòng)非常大，在電壓從波動(dòng)到回復(fù)正常時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生過沖問題，產(chǎn)生輸出尖峰，一方面影響系統(tǒng)穩(wěn)定性，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致負(fù)載器件擊穿損壞。
如圖所示，羅姆的新產(chǎn)品具有更好的穩(wěn)定性，采用了全新的輸入電壓檢測(cè)方式，可以提高芯片對(duì)于電池電壓變動(dòng)的檢測(cè)精度以及檢測(cè)速度。“目前客戶普遍使用較大的輸出電容應(yīng)對(duì)過沖電壓，而BD9P可以避免使用過沖電容，從而降低客戶整體成本并增加可靠性。”朱莎勤總結(jié)道。
高效率
除了快速響應(yīng)之外，BD9P還降低了內(nèi)部消耗電流，僅為10μA，尤其是針對(duì)輕負(fù)載時(shí)，轉(zhuǎn)換效率相對(duì)于競(jìng)品有較大提升。朱莎勤說道：“BD9P可以在較寬的負(fù)載電流范圍內(nèi)都實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)換，無論汽車在行駛過程中或者引擎啟動(dòng)時(shí)，都可以實(shí)現(xiàn)較低的功耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。”
高降壓比
利用羅姆專利Nano Pulse ControlTM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更高的輸入電壓與輸出電壓的壓降比。“乘用車12V系統(tǒng)最大電壓可高達(dá)40V，如果在40V時(shí)還要保證5V或者3.3V的輸出電壓，就需要高壓降比。”朱莎勤介紹。
此外，Nano Pulse Control技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)更快的轉(zhuǎn)換頻率，目前BD9P工作在2MHz，避免了與AM廣播頻段最高1.84MHz產(chǎn)生干擾，同時(shí)，該技術(shù)也可改善尖峰噪音，從而有效改善EMC/EMI。
Nano Pulse Control技術(shù)顯著改善噪聲
朱莎勤表示，傳統(tǒng)單芯片DC/DC典型的導(dǎo)通時(shí)間約為120ns，而采用Nano Pulse Control技術(shù)的產(chǎn)品，導(dǎo)通時(shí)間可以減少到9ns，這是世界上最小的，并且是一項(xiàng)突破性的成就。該技術(shù)的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是可以在極窄的脈沖寬度下進(jìn)行穩(wěn)定控制。BD9P的頻率只為2MHz，未來4MHz或8MHz更高頻率的產(chǎn)品更可以體現(xiàn)出Nano Pulse Control的優(yōu)勢(shì)。在較高的頻率下，可以大大減小線圈的尺寸，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性并減少成本。
評(píng)估板縮短開發(fā)周期
為了方便客戶進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估，在BD9P發(fā)布之時(shí)，羅姆就已經(jīng)準(zhǔn)備了單品評(píng)估板。此外，也推出了整體解決方案的參考設(shè)計(jì)為形式的評(píng)估環(huán)境，包括EMC、發(fā)熱以及功能安全等一系列問題都可以用整體解決方案來評(píng)估。
如圖所示，REFRPT001參考設(shè)計(jì)評(píng)估板，為車載的ADAS以及信息娛樂系統(tǒng)所開發(fā)設(shè)計(jì)的電源方案，除了BD9P之外，還搭載了羅姆的其他電源監(jiān)控IC、一次、二次電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品、分立產(chǎn)品等，從而實(shí)現(xiàn)從電池到SoC終端設(shè)備的完整電源解決方案。
同時(shí)，羅姆官網(wǎng)也提供了相關(guān)的仿真報(bào)告、測(cè)試報(bào)告、EMC報(bào)告、工具下載及原理圖、PCB版圖、選型手冊(cè)等。同時(shí)，羅姆也推出了ROHM Solution Simulator在線仿真工具，方便客戶進(jìn)行在線仿真計(jì)算。
更完備的產(chǎn)品組合和路線圖
正如評(píng)估板所示，羅姆通過廣泛的產(chǎn)品組合，滿足客戶的一站式電源甚至更多需求。
如圖所示，針對(duì)ADAS ECU應(yīng)用，羅姆可提供包括電源管理、保護(hù)、接口以及信號(hào)調(diào)理與控制的全方位配合。
朱莎勤說道，此次發(fā)布的BD9P產(chǎn)品屬于一次電源產(chǎn)品，客戶對(duì)該應(yīng)用的選擇主要考慮功耗、EMC等特性，不需要更多考慮與主芯片的搭配問題。而同時(shí)，羅姆正在和一些大的車用SoC廠商聯(lián)合，開發(fā)搭配專屬的PMIC產(chǎn)品。
而面對(duì)未來，隨著SoC的運(yùn)算能力越來越強(qiáng)，功耗越來越高、電壓越來越低的情況，羅姆也會(huì)繼續(xù)開發(fā)更高電流，更低電壓的轉(zhuǎn)換器或控制器。
朱莎勤總結(jié)道，羅姆強(qiáng)調(diào)垂直整合型生產(chǎn)體系，凝聚了電路設(shè)計(jì)、工藝和布局三大先進(jìn)模擬技術(shù)。通過結(jié)合三大優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出超高技術(shù)水平的產(chǎn)品，滿足符合客戶和市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。
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