你的位置:首頁(yè) > 電源管理 > 正文

計(jì)算寬輸入電壓解決方案的價(jià)值

發(fā)布時(shí)間:2021-01-18 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】在設(shè)計(jì)電源時(shí),設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)之一是如何處理瞬態(tài)電壓。保護(hù)電路不受高于集成電路(IC)額定輸入電壓(VIN)的電壓峰值破壞非常重要。在處理瞬態(tài)電壓時(shí),設(shè)計(jì)人員可以選擇在系統(tǒng)前端使用輸入電壓范圍較寬的DC/DC轉(zhuǎn)換器保護(hù)所有瞬態(tài)電壓,或者使用輸入電壓較低的DC/DC轉(zhuǎn)換器再加上鉗位電路來(lái)提供瞬態(tài)電壓保護(hù)。
 
乍一看,選擇第一種解決方案,額定輸入電壓為36V或60V、VIN范圍較寬的DC/DC轉(zhuǎn)換器會(huì)更貴,因?yàn)?ku的價(jià)格比額定輸入電壓更低的轉(zhuǎn)換器要高。但是,低輸入電壓轉(zhuǎn)換器瞬態(tài)電壓保護(hù)所需的電壓鉗位電路會(huì)增加10至12個(gè)外部元件,會(huì)增加材料清單(BOM)數(shù)和成本以及解決方案的尺寸。本文將對(duì)比SIMPLE SWITCHER® LM43603 36 VIN、3A降壓轉(zhuǎn)換器解決方案與17 VIN、3A轉(zhuǎn)換器加吸收浪涌電壓的鉗位電路解決方案的尺寸和成本。
 
計(jì)算寬輸入電壓解決方案的價(jià)值
 
圖1中的電路圖為一種解決方案的例子,用于在集成電路的額定電壓低于最高輸入電壓峰值時(shí)鉗位輸入電壓。這一解決方案使用LMV431并聯(lián)穩(wěn)壓器和PNP晶體管作為控制電路。該P(yáng)通道場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PFET)在VIN發(fā)生浪涌時(shí)會(huì)攜帶通過(guò)電流和增大的電壓降,增大功耗,保護(hù)DC/DC轉(zhuǎn)換器??梢栽趹?yīng)用注釋《汽車負(fù)載突降中的過(guò)壓保護(hù)電路》中找到關(guān)于此技術(shù)的更多細(xì)節(jié)。
 
如圖1所示,該輸入鉗位控制電路和PFET為解決方案增加了13個(gè)外部元件。如圖2所示,根據(jù)1000數(shù)量的網(wǎng)上公布價(jià)格,這13個(gè)外部元件增加的成本為1.19美元。采用1000數(shù)量的價(jià)格0.96美元和電感、電容與電阻等外部元件的成本,17VIN 3A轉(zhuǎn)換器解決方案的成本約為1.62美元。這樣一來(lái),使用17VIN降壓轉(zhuǎn)換器加上鉗位電路的總成本約為1.62+1.19=2.81美元。另外,控制電路與PFET將低VIN解決方案的尺寸增加了約210 mm2。17VIN, 3A轉(zhuǎn)換器約為100 mm2,整個(gè)解決方案的尺寸為100+250=350 mm2。
 
計(jì)算寬輸入電壓解決方案的價(jià)值
圖2:控制電路成本明細(xì)
 
另一個(gè)選擇是使用像SIMPLE SWITCHER® LM43603 36 VIN、3A 同步降壓轉(zhuǎn)換器這樣輸入電壓范圍較大的DC/DC轉(zhuǎn)換器覆蓋最大VIN峰值。采用LM43603等寬VIN器件的情況下,設(shè)計(jì)人員無(wú)需使用鉗位電路,可以節(jié)省時(shí)間、成本和主板空間。根據(jù)公布的1000單位的價(jià)格1.85美元和電感、電阻與電容等外部元件的成本,LM43603解決方案的總成本約為2.51美元。這意味著使用寬VIN LM43063可以節(jié)省0.3美元,或約12%:2.51美元VS 2.81美元。解決方案的尺寸是另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)。Lm43603解決方案的總體尺寸約為250解決方案的總體尺寸約為250 mm2,比前一種解決方案小24%或60mm2。
 
LM43603等寬VIN解決方案的另一優(yōu)勢(shì)是可靠性高。正如我在此前的文章中提到的, 增加外部元件會(huì)增大系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。最可靠的解決方案是采用外部元件最少的最簡(jiǎn)單的解決方案,因?yàn)檫@樣降低了元件發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。尤其是在一些汽車和工業(yè)應(yīng)用中,增加可靠性非常重要。另外,設(shè)計(jì)其它鉗位控制電路會(huì)為設(shè)計(jì)周期增加很大的工作量。使用控制電路和PFET意味著必須再選擇12個(gè)外部元件,進(jìn)行更多的測(cè)試和模擬,保證元件正常工作??梢酝ㄟ^(guò)寬VIN范圍的穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)更低的系統(tǒng)成本和更高的可靠性,為什么還要如此大費(fèi)周章呢?
 
當(dāng)然,由于廠商和供應(yīng)商的數(shù)量和合同以及設(shè)計(jì)布局的不同,價(jià)格和解決方案尺寸可能有較大差異。采用寬VIN解決方案節(jié)省的尺寸和成本百分比也會(huì)隨之變化。但是,我希望本文的分析展示了,盡管1000單位的預(yù)付價(jià)格更高,LM43603等寬VIN解決方案在處理輸入電壓瞬態(tài)過(guò)壓?jiǎn)栴}時(shí),能夠節(jié)省解決方案成本、主板空間和設(shè)計(jì)時(shí)間。
 
 
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
 
推薦閱讀:
 
一起來(lái)探討一下RF放大器模型結(jié)構(gòu)
iQOO 7智能手機(jī)利用NDT壓感技術(shù)升級(jí)新一代屏下雙控壓感功能
溫度變化及振動(dòng)條件下使用加速度計(jì)測(cè)量?jī)A斜
電源小貼士:使用C型USB端口進(jìn)行電力共享
DC/DC變換器數(shù)據(jù)表——計(jì)算系統(tǒng)損耗
要采購(gòu)轉(zhuǎn)換器么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉