基于LDO的汽车24V系统电源设计.pdf

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1、基于LDO的汽车24V系统电源设计丁绪星，吴双(安徽师范大学物理与电子信息学院，安徽芜湖241000)摘要：设计一种基于LDO芯片TLE4275的24V汽车电源模块，增加前级降压电路和单片机监控功能，应用于汽车车身控制器的24V转5V电源。给出该电源的电路图及软件控制方法。试验测试结果表明：即使在极端负载条件下，该电源模块输出电压稳定、温度特性好，且实现成本低。关键词：低压差线性稳压器(LDO)；TLE4275芯片；降压斩波器(Buck)；车身控制器中图分类号：U463．63文献标识码：A文章编号：1003—8639(2014)09—0020—03Designof

2、24vVerdePowerSupplyBasedonLD0DINGXu—xing．WUShuang(CollegeofPhysicsandElectronicInformation，AnhuiNormalUniversity，Wuhu241000，China)Abstract：A24Vvehiclepowersupplymoduleaddingpre-stagebuckcircuitandsinglechipmonitoringfunctonisdesignedbasedontheLDOchipTLE4275andappliedinthe24V一5Vpowersu

3、pplyforvehiclebodycontroller．Thecircuitdiagramofthispowersupplyisprovidedwithitssoftwarecontrolmethod．Thetestresultshowsthatthispowersupplymodulehasstableoutputvoltage，goodtemperaturepropertyandlowcost．Keywords：LowDrop—Out(LD0)；chipTLE4275；buck；vehiclebodycontroller由于24V场合输入输出电压差大，功率要

4、求方法，保证LDO工作在线性区的同时不会因为前后高，现有的电源多采用Buck电路作为降压模块。然级压差过大而损坏：电路BOM成本在3元人民币左而，Buck芯片价格昂贵，加之其外围电路复杂，需右(总量10000件)；是一种低成本、高适用性(电要加入电感元器件又增加了材料成本。另外，Buck磁兼容性)的24V转5V电源方案；可以作为车身模电路工作在一定开关频率下，影响了电源模块的电块、组合仪表、空调控制器或者辅助显示器的24V磁兼容性能；若要达到汽车环境的要求，需要加入转5V汽车级电源模块使用。滤波器甚至屏蔽外壳等措施。进而增加了整体产品的成本。例如，某公司设计生产的

5、厢式货车车身模1硬件设计块，24V转5V电源采用Buck芯片作为降压电路核1．1设计要求及技术指标心，加上外围器件及提高其EMC性能的金属外壳，本设计作为24V系统中的车身模块5V电源，为电源模块BOM(材料)成本在12元人民币左右(总单片机及其它外围芯片供电。结合汽车环境，设计量10000件)。要求如下。低压差线性稳压器LDO(LowDropoutRegulator)．1)输入电压范围：ISO7637行业标准规定了24V是一种由在线性区域内工作的晶体管或者场效应管汽车电池电压的波动范围。图1即为ISO7637标准给制成的直流转直流降压电路口]。它具有小型化、无出

6、的汽车电源转换器需要满足的临界条件。其中需复杂的外围电路、电磁兼容性(EMC)好、低成为24+0．4V，us为一12—．16V，为一5—．12V。本等诸多优点．被广泛应用于需要进行12v到5v直2)系统散热：24V转5v场合中，电源设计必流转换的汽车电气环境中。在24V系统中，由于须处理LDO前后级压差大而产生大量热耗的问题。LDO的输入、输出电压差额过大，直接使用会产生【，大量发热导致芯片损坏。本设计对l2V系统常用的U色TLE4275线性稳压源应用于24V系统中．它具有用量大、采购方便、成本低、适用性强等特点，选用P—TO263—5一l封装以提高其散热能力。电

7、路在使用OLDO的基础上。通过前级降压及单片机采样监控的图1ISo7637—2规定的启动电压波动范围收稿日期：2014—02—25；修回日期：2014—04—07基金项目：安徽省科技攻关项目(1301023003)作者简介：丁绪星(1971一)，男，安徽六安人，教授，主要研究方向为汽车电子与物联网技术。董移《汽车电器》2o14年第9期3)静态工作电流：大多汽车生产厂商对车身电压采样控制器及车上各种电子模块都有静态工作电流的限制，即在汽车处于无人使用的情况下．电子模块的输入r—1It113．6、待机电流必须小于一个数值。例如针对本款设计，24VL调整管电路卜__j车

8、身模块的静