汽车ECU产品设计中常见的几种电源设计电
1.24V转12V电源电路
LMDC/DC转换电路电路功能:芯片采用LMS-12,将18-32V电源转换为12V,负载电流小于3A工作原理:元器件选型:电路中的铝电解电容E1和E2为Uf/50V,根据数据手册,铝电解电容的耐压值要为最大输入的1.5倍,因32V*1.5=48V50V,故符合要求;同样电解电容E3为Uf/50V,因12V*1.5=18V50V;C1、C2选择耐压V的陶瓷电容,电路中的快速恢复二极管D2,根据数据手册,快恢复二极管的反向耐压至少为最大输入电压的1.25倍,最大承受电流至少为最大负载电流的1.3倍,如果负载短路,则吸纳二极管的最大承受电流能力要等于LM的极限输出电流;因1N的正向电流为3A,反向耐压为40V;根据计算:32V*1.25=40V,mA*1.3=mA3A,因此符合规定要求;电路中的电感L1和L2,根据数据手册中的参数选择图,最大输入电压为32V,最大负载电流为mA,对应的电感量为uH,考虑到电感的体积,选择uH的电感,经过测试和试验是可以使用的;TVS管图中指示示例具体选型以电路的实际工作电压和EMC实验标准进行选择。
78M12线性稳压电路电路功能:芯片采用78M12线性稳压器,最大输出电流mA工作原理:车载24V电源经TVS管,防反接二极管D1滤波电容E1,C1,C2和限流电阻R17-R22进入78M12,输出12V稳压电源经E2,C36滤波后输出;R23为预留,根据实际需要选择,在车载电源断开时可快速放掉电容的电量元器件选型(1)电路中E1的耐压值为输入电压的1.5倍,因32V*1.5=48V50V,故符合要求;同样C1,C2选取两个耐压50V的陶瓷电容串联,防止单个电容击穿烧毁电路板;(2)限流电阻阻值根据电路实际电流的大小和电阻功率进行确定,本电路负载电流mA,电阻上的压降为:/6Ω*mA=3.6V,单个电阻上的功率为16.7mA*16.7mA*Ω=0.W,选用或电阻(3)R16图中为压敏电阻,实际电路选择TVS管效果更好,具体型号参照具体需求。
2.12V转5V电源电路
TLF稳压电路电路功能:芯片选用TLFTFV50,将12V转换为5V,输出电流mA;工作原理:电源经过滤波电容C2和C12滤除高频信号,然后经过D1防反接,经TVS1滤除高脉冲电压,经E1,C4滤除高低频信号,输入到U1电源稳压芯片,后输出电压经C8,C3滤除高频信号,输出5V电压元器件选型:电路中的铝电解电容E1为Uf/50v,根据数据手册,铝电解电容的耐压值要为最大输入的1.5倍,因14V*1.5=21V50V,故符合要求;5.电路中的TVS1的电压应按测试标准选取。
电路功能:芯片选用TLE将12V转换为5V,输出电流为mA;基本工作原理:电源经过C69和C73滤除高频干扰,然后经过防反接二极管D6,再用E1、L1和E2组成的π型滤波和C71分别滤出低频和高频干扰,进入LDO模块TLE,将车身电源(9-16V)转换成5V的电平,再经过C72进行高频滤波,最终生成稳定的5V电平,作为MCU及其他控制单元的供电电源;元器件选型:电路中的电容C71,为LDO模块中的输入口滤除高频干扰波,选用典型电路中的参数nF/50V;电路中的电容E4,数据手册中规定≥22uF,此电路中选用uF/16V;LDO模块中的C70,为复位延时电容,用于设定复位时间,数据手册中推荐为47nF,时间为16ms,电路中选用47nF;TLE的复位引脚一般连接到单片机的复位引脚,可不连。
L5稳压电路电路功能:芯片选用L5BN将12V转换为5V,输出电流mA;基本工作原理:电源经过滤波电容C2和C12滤除高频信号,然后经过D1防反接,经TVS1滤除高脉冲电压,经E1,C4滤除高低频信号,输入到U1电源稳压芯片,后输出电压经C8,C3滤除高频信号,输出5V电压;元器件选型:L5BN为固定输出5V的低压差线性稳压电源,由于它的输入电压可高达40V,输出电流也可达mA,而12V系统的车型最高输入电压为16V,因此能满足车身系统的电源要求;电路中的铝电解电容E1为Uf/50v,根据数据手册,铝电解电容的耐压值要为最大输入的1.5倍,因16V*1.5=24V50V,故符合要求;电路中L1的电流mA即可;电路中的TVS1的电压应按测试标准选取,图中的值仅为参考。
3.5V转3.3V电源电路
LM稳压电路电路功能:芯片选用LM-3.3将电路内部5V电源转换为3.3V电源,输出电流mA基本工作原理:内部稳定的5V电源经过C23和E6的高频和低频滤波后,输入到LMI-3.3中,经过E7和C24滤除干扰后,输出稳定的3.3V电源,给其他模块供电元器件选型:电容E6芯片手册中要求≥10uF,本设计uF符合要求,若前端5V有大的电解电容,该电容可以去掉;数据手册中要求E7≥10uF,可根据实际设计选取。
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