车载导航必备!电压高达36V,精度可达1%的LDO

电源部分是电子系统中非常重要的组成部分之一,电子系统要正常工作,首先要保证电源部分正常工作。而电子系统要可靠、稳定的工作,对其电源部分的要求也是非常高的。针对不同的应用,电能的供应有不同的来源,如交流电网,发电机,电池供电,或者多种方式组合使用等。汽车电子系统的供电,是采用发电机为电池进行充电,电池再向汽车电子系统供电。虽然发电机没有直接为汽车电子系统供电,但发电机工作时产生的瞬态高压、大电流及强脉冲干扰,仍然会对汽车电子系统,尤其是其中的电源供电部分造成严重的冲击。因此,对汽车电子系统电源部分还要求有较宽的输入电压范围,且自身的功耗要低。

下图一是车载导航系统的框图,电源芯片将蓄电池提供的12V/24V电压转换为系统需要的电压,车载导航系统需要的供电电压主要有5V,3.3V,1.8V,1.25V,分别为系统各子模块如主控芯片、接口、LCD及存储器等供电。由于系统各个子模块对电源电压、电流大小的需求不同。因此这里的电源芯片可以是一颗多路输出的PMU(电源管理单元,集成多路DC/DC,LDO,控制逻辑接口电路,保护电路),也可以用多个LDO或DC/DC分别输出系统所需的电压。

图一:车载导航系统框图

由于蓄电池提供的电压比较高,而一般的PMU的输入电压都比较低。因此,通常都需要具有宽输入电压范围的LDO或DC/DC对蓄电池电压进行初级降压,再用PMU或低压差的LDO或DC/DC进行二次转换。这样可以提高电源部分整体的效率和可靠性。世强代理的理光电源芯片,包含了汽车级应用的PMU,LDO和DC/DC。下图二所示为世强代理的理光的LDO产品群,其中R15XX系列,输入电压最大可达36V。这个系列的LDO能满足12V或24V输出的蓄电池。而RP108J系列,最大输出电流可达3A,且已通过ISO/TS16949及AEC-Q100汽车认证。

图二:LDO产品系列

以世强代理的R1511x系列LDO为例,R1511X是基于CMOS工艺的高电压、快速响应的电压调整器,能提供300mA的输出电流,内部集成了输出短路保护电路、过流保护及热关断电路,如图三所示。其工作温度范围从–40ºC 到125ºC,最大输入电压高达36V。R1511X系列LDO有固定输出类型的R1511XXXXB和可调输出(通过外部电阻)的R1511X001C。输出电压的精度可达1%。有HSOP-6J和TO-252-5-P2两种类型的封装。所有的这些特性,使得R1511X系列LDO非常适合用于汽车应用。如车载音响、车载导航系统等。

图三:R1511系列LDO内部结构

图四:R1511应用电路图

在实际使用R1511的时候,可以按照图四的电路来连接,滤波电容的参数也可以按照图中的参数要求来选择。在PCB走线的时候,需要保证VDD和地线足够宽,如果他们的阻抗太高,会导致噪声和不稳定。供电输入和输出端的滤波电容尽可能离芯片引脚近。HSOP-6的封装,需要保证引脚2,3,5连接到地平面。TO-252-5-P2的封装,引脚2,3也需要连接到地平面。

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