【導(dǎo)讀】怠速啟停時(shí)的電池電壓下降引起的功能不全、怠速啟停后的電池電量波動(dòng)(啟動(dòng))引起的誤動(dòng)作等問題也是亟需要解決的問題。為此，羅姆開發(fā)出了優(yōu)異的低消耗電流和穩(wěn)定性能(瞬態(tài)響應(yīng)特性，以下簡稱“響應(yīng)性能”)的升降壓電源芯片組。
自動(dòng)啟停功能(ISS,怠速啟停)成了買車時(shí)不可不饒開的功能，而目前的趨勢也是越來越多的車型開始搭載了這項(xiàng)功能。以市面上最火爆的轎車和SUV為例，會(huì)發(fā)現(xiàn)能夠買到自動(dòng)啟停功能的車型已經(jīng)過半。甚至如別克英朗、昂科威，本田CRV更是全系搭載。但是
近日，羅姆在北京舉辦的電源技術(shù)發(fā)布會(huì)上宣布開發(fā)出了業(yè)界最優(yōu)異的低消耗電流和穩(wěn)定性能(瞬態(tài)響應(yīng)特性，以下簡稱“響應(yīng)性能”)的升降壓電源芯片組。ROHM半導(dǎo)體(北京)公司設(shè)計(jì)中心工控FAE部工程師吳波先生給來訪媒體們詳細(xì)講述了該升降壓芯片組合Quick Buck Booster 新概念技術(shù)。
什么是怠速啟停?
怠速啟停系統(tǒng)的工作原理是，當(dāng)車輛因?yàn)閾矶禄蛘呗房谕Ｖ剐羞M(jìn)。駕駛員踩下制動(dòng)踏板，停車摘擋。這時(shí)候，Start/Stop系統(tǒng)自動(dòng)檢測：發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)且沒有掛擋;防鎖定系統(tǒng)的車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示為零;電子電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次啟動(dòng)。滿足這三個(gè)條件后，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
現(xiàn)在市面采用的都是降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器，在車子啟動(dòng)時(shí)，電池電壓的下降會(huì)使得車載電子控制單元(Electronic Control Unit， 以下簡稱“ECU”)停動(dòng)。要想使ECU穩(wěn)定工作，就需要升降壓轉(zhuǎn)換器。
圖1：電池電壓和ECU在怠速過程中的工作原理
但是與降壓型轉(zhuǎn)換器相比，以往的升降壓型轉(zhuǎn)換器控制復(fù)雜且響應(yīng)性能較差，輸出需要大容量電容器。升降壓轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)已是長期存在的問題。
Quick Buck Booster新概念技術(shù)
對此羅姆推出了新概念電源電路技術(shù)“Quick Buck Booster(QBB)*)”來解決升降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)問題。
圖2：Quick Buck Booster(QBB)技術(shù)簡介(與以往產(chǎn)品比較)
以往的升降壓轉(zhuǎn)換器有兩個(gè)大包協(xié)商輸出，控制復(fù)雜，且響應(yīng)性能差；采用QBB技術(shù)的升降壓轉(zhuǎn)換器只有一個(gè)大腦，所以控制簡單，響應(yīng)性能優(yōu)異。凝聚ROHM車載電源技術(shù)精髓的升降壓電源芯片組由具備升壓功能的降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器「BD8P250MUF-C」和升壓專用IC「BD90302NUF-C」組成。核心器件「BD8P250MUF-C」中采用了新概念升降壓控制技術(shù)「Quick Buck Booster」僅需在后端追加「BD90302NUF-C」，即可在不損害降壓電源在性能方面的特性優(yōu)勢的情況下成功構(gòu)建升降壓電源。
圖3：降壓DC/DC與升降壓DC/DC實(shí)物展示
特點(diǎn)1：實(shí)現(xiàn)升降壓電源業(yè)界最優(yōu)異的低消耗電流和響應(yīng)性能
該升降壓電源，可實(shí)現(xiàn)業(yè)界最優(yōu)異的無負(fù)載時(shí)消耗電流8µA，并以44µF輸出電容容量實(shí)現(xiàn)輸出電壓波動(dòng)僅±100mV的穩(wěn)定工作(消耗電流比普通產(chǎn)品低70%，輸出電容容量減少50%)，因此非常有助于配備怠速啟停功能的車輛等在短時(shí)間內(nèi)輸入電壓發(fā)生顯著下降的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作以及進(jìn)一步節(jié)能。
圖4：升降壓控制技術(shù)“Quick Buck Booster”的效果
圖5：以往產(chǎn)品與RHOM新產(chǎn)品輸出電源波動(dòng)比較
特點(diǎn)2：業(yè)界首創(chuàng)在同一PCB板上輕松切換升降壓和降壓功能
圖6：升降壓電源和降壓電源的切換
該芯片組融入了Quick Buck Booster技術(shù)，從而可實(shí)現(xiàn)以往無法實(shí)現(xiàn)的升降壓電源和降壓電源的電源PCB板、外圍部件、噪聲對策的通用設(shè)計(jì)。
因此，從降壓電源變身為升降壓電源僅需增加1枚升壓專用IC即可輕松實(shí)現(xiàn)，與升降壓電源和降壓電源分別設(shè)計(jì)的情況相比，開發(fā)周期可縮減50%。
特點(diǎn)3.低噪聲性能和不干擾AM廣播頻段的特點(diǎn)有助于穩(wěn)定工作
圖7：新產(chǎn)品噪聲性能比較
「BD8P250MUF-C」內(nèi)置擴(kuò)頻功能，以滿足抗電磁干擾(Electromagnetic Interference， 以下簡稱“EMI”)方面不斷增長的市場需求。實(shí)現(xiàn)低EMI，滿足汽車領(lǐng)域噪聲國際標(biāo)準(zhǔn)“CISPR25”。同時(shí)，采用ROHM獨(dú)有的超高速脈沖控制技術(shù)「Nano Pulse Control」始終在不干擾AM廣播頻段(1.84MHz Max.)的2.2MHz頻率下工作，對于最大36V的高電壓輸入，還實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)ECU的5V穩(wěn)定輸出。
而且，同時(shí)實(shí)現(xiàn)車載ECU電源所需的“低電磁干擾性能”和“高電壓輸入、低電壓輸出，不干擾AM廣播頻段”，有助于對噪聲性能要求高的車載系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
“Nano Pulse Control”推動(dòng)車載和工業(yè)設(shè)備電源發(fā)展
Nano Pulse Control技術(shù)于2017年8月發(fā)布，已廣泛應(yīng)用于針對汽車、工業(yè)的多款降壓芯片中。應(yīng)用了該技術(shù)的BD9V100MUF的性能大大提升，實(shí)現(xiàn)世界最短導(dǎo)通時(shí)間9ns，同時(shí)在f=2MHz條件下，由48V輸入直接輸出1V成為可能，適用于48V輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)和一些無線通信以及工業(yè)設(shè)備。
圖8：Nano Pulse Control技術(shù)應(yīng)用
RHOM車載電源IC的未來發(fā)展方向
ROHM一次電源和二次電源發(fā)展線路圖如下：
圖9：RHOM車載電源發(fā)展線路圖
其中，一次電源主要是從48V或12V降到5V或3V，用于車載導(dǎo)航等。二次電源是從5V降到1.25到1V，用于ADAS(高級駕駛員輔助系統(tǒng))等，未來的技術(shù)趨勢是更小封裝，開發(fā)高附加價(jià)值的電源IC。
ROHM北京公司開業(yè)
會(huì)上ROHM半導(dǎo)體(北京)公司設(shè)計(jì)中心所長水源德健先生還告訴大家了一個(gè)好消息，ROHM在2018年3月成立了北京公司，過去北京分公司隸屬上海。新的北京公司業(yè)務(wù)覆蓋東北、華北，還有西安、內(nèi)蒙等地。
小結(jié)
RHOM一直走在時(shí)代的前沿，本次的Quick Buck Booster升降壓技術(shù)很好的解決了車輛怠速的問題，雖然目前帶有怠速功能的汽車市場占有率相對少一些，但是在節(jié)能環(huán)保的政策驅(qū)動(dòng)下，未來這會(huì)不會(huì)是一個(gè)大蛋糕還猶未可知。
