技术博客
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解决方案 | 100V ISO-BUCK隔离应用方案介绍
如图1所示，传统方式多采用小功率隔离电源模块从系统的5V/12V取电，实现隔离输出。 ISO-BUCK由于其设计简洁、成本较低、隔离输出等特点，在这类应用场景中的使用也逐渐增多。ISO-BUCK从同步降压转换器演变而来，用耦合电感或变压器取代一级降压变换器的电感，构成类似反激的拓扑，实现原/副边隔离，从而帮助用户节省隔离电源的成本。 图2 ISO-BUCK隔离电源系统架构 图3 SCT2A23单路隔离输出应用线路图 如图3所示，芯洲科技采用同步降压转换器来实现ISO-BUCK的应用。 主反馈这路电源可满足原边侧系统的供电需求，实现高精度电压输出。副边侧可以为系统提供隔离电源，为通信芯片和隔离驱动芯片进行供电。 ISO-BUCK注意事项 如图5/6所示，单路隔离输出时，当原边/副边有100mA以上的负载时，副边输出可以有比较稳定的输出。 1）原边工作电流较大(>0.5A)，而副边电流较小(副边输出电压精度相对较差。在此应用中，如果还需要较高精度的副边电压输出，建议可以改变原/副边变压器匝比，抬高副边输出电压，并增加二级稳压线路（如LDO或稳压管）来实现高精度的稳压输出。 图6 8V->12V输出，原边空载，副边不同负载电流时，副边输出电压精度 SCT2A23在轻负载下有三种选择操作模式，效率高达90%，具有良好的散热能力，满载支持85℃环境温度工作。满足多种工业/通信应用的需求，可选择： 2） 超声模式（USM），使开关频率在轻负载条件下保持在可听音频范围以上； 应用场景： ⚪ 医疗应用中提供隔离确保安全性； ⚪ 10W以下小功率隔离供电具有较好的竞争力。 • 4.5V-100V 输入电压范围 • 支持2A峰值电流 • 集成 600mΩ 上管和 300mΩ 下管功率 MOSFETs• 带VCC二极管的静态电流为15uA • 可选PFM/USM/FPWM轻载工作模式 • 300KHz 固定开关频率 • FPWM模式支持Iso-buck Topology • 逐周期电流限制 • 过温保护 SCT2A23现已量产，如有需求可以提供样片测试。申请样片或订购可联系销售（关注公众号，菜单栏获取销售联系方式），或邮件至：sales@silicontent.com。
2023-07-10了解详情
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解决方案 | 换个思路，简单帮你解决中高压升降压问题！
目前在工业控制系统、新能源储能系统及许多电子设备中，为了适应多样的电压范围，提高能量使用效率，许多应用场景都需要中高压升降压方案来实现。 比如，工业交换机在标准POE 供电时常用48V降压场景，为了保证稳定的供电，在使用非POE供电时，辅助电源最低输出可能到9V，这时就需要升压输出12V，因而需要中高压升降压方案。同样，户外便携储能充电应用需要满足太阳能板9V-50V输出12V的应用场景，因而也涉及到升降压的场景。 中高压升降压模块往往设计复杂，成本较高，一定要这么复杂才能满足吗？ 市面上主流的中高压升降压拓扑方案有四开关管升降压控制芯片、SEPIC/反激控制芯片等。实际上四开关管升降压芯片成本很高，而SEPIC/反激控制芯片设计复杂。 如果仅需要升降压功能，功率较小，不需要隔离时，本篇解决方案将以SCT2650为例，介绍一个成本适宜、设计简单的升降压方案，来满足更多应用场景使用。 一个简单的升压解决方案原理 SCT2650是一个4.5V-60V输入持续5a输出的Buck芯片，集成了80mΩ Rdson高侧功率MOSFET。芯片采用峰值电流模式控制，输出电压可调节，具有优秀的线路和负载瞬态响应，简化了外部回路补偿设计。 图1 Buck-Boost级联拓扑图 图1中的Buck-Boost级联拓扑图，通过Buck与Boost相结合，两个功率电路级联的方式来实现升降压工作。不过在Buck输出端与Boost输入端电容电感形成了一个三阶滤波器，在保证电压增益不变的情况下，可以使用低阶滤波器代替三阶滤波器，所以在原来的基础上，我们可以得到一个更为简化的Buck-Boost级联拓扑。 图2为简化版升降压级联拓扑原理图，同时也是SCT2650实现Buck-Boost的实际拓扑方案。在原先Buck拓扑基础上增加Q2,D2作为补充实现升降压工作器件，将单纯的Buck拓扑变为了Buck-Boost级联单电感升降压解决方案，而Q2控制信号来自于SCT2650的SW1信号。 图3级联Buck-Boost工作时序图 该电路控制方法较为简单，在T0-T1时刻，Q1,Q2导通，SW1高电平为Vin电压，给电感储存能量，输出电容放电给负载供电。在T1-T2时期，D1,D2导通，SW2高电平为Vout电压，电感电流不能突变，通过D1,D2给输出电容及负载供电，输出电压关系推导如下： 由伏秒平衡得 即 可得到该该拓扑输入输出电压关系为 当占空比发生变化时，此方案可以实现正向升降压功能。 高输入电压条件下保护栅极 实际应用场景中，由于SCT2650有非常宽的工作电压范围，SW1信号作为Q2的控制信号时，就会存在SW1高电平较高的情况。Q2的栅极驱动电压一般最大在20V左右，这就有可能导致损坏Q2的栅极。基于这个隐患，我们对Q2的驱动电路部分进行进一步设计。 图4 Q2驱动电路设计 通过一个Q3和稳压管形成简单的稳压电路，使Q2的驱动电压最高被稳压二极管稳定在9.1V以内，从而起到保护Q2的一个作用。 总结一下，用Buck-Boost级联来实现升降压的优劣势如下： 三、推荐应用条件 以SCT2650为例的升降压方案，推荐应用条件如下： SW1,SW2波形及输出纹波测试波形 图5 Vin=9V Vout=12V Iout=2A 图6 Vin=12V Vout=12V Iout=2A 图7 Vout=12V 的效率测试 Tips设计注意要点 1电感饱和电流需考虑Buck-Boost拓扑结构，结合对电感的感值选型。 2需要快速动态响应时建议comp参数为：对地阻容建议68K，3.3nf，并联对地电容为330pf。 3输入输出电容选型需考虑Buck-Boost拓扑结构，来满足输出纹波需求。 √ SCT2650详细参数信息—官网可直接下单 √ 更多同类用法：SCT2450CSTER
2023-06-16了解详情 -
车载无线充电源芯片集成化解决方案
随着用户对充电便捷性要求的提高，车载手机无线充电技术快速发展，技术成熟度更高，应用领域更加广泛。随着在汽车上大规模的应用，避免了驾驶人埋头寻找插孔、分辨接口与充电线的行为，提高行车安全性。在功能设计上与汽车内饰成为一体，美观实用。 据高工智能汽车研究院监测数据显示，2021年中国市场（不含进出口）乘用车新车前装标配搭载手机无线充电模块功能上险量为358.35万辆，同比增长120.43%，前装搭载率为17.57%。2022年预计搭载率25%。 车载无线充在设计上一般涉及控制芯片、磁吸线圈、传感器、电源管理等几个模块。在选择无线充模块时需要关注充电效率、安全性及兼容性。 充电效率：如果充电效率低，将影响用户的使用体验。因此，研发人员需要关注充电器的功率、传输距离、传输效率、热损失等因素，以提高充电效率。 安全性：需要考虑到电池过热、短路、过充等问题，以确保产品的安全性。还需考虑电磁辐射等问题，以避免不良影响。 兼容性：需要考虑到不同设备的充电需求和充电方式，兼容不同品牌、不同型号的手机和其他设备。 目前车载无线充电方案的主流以15W以下方案为主。本文将以15W以下的系统解决方案为例详细说明 电源管理芯片选型时的重要指标。 输入功率变换器 在无线充应用中输入功率变换器的低压差直通模式是标配，低压差直通意味着高效与低EMI。 *定义一个输入电压范围，在该范围内输入电压可以直接传递到降压-升压稳压器的输出端。这样做的好处是没有开关动作，电路效率非常高，且没有音频噪声。输出纹波和正常降压模式几乎无差别。 SCT2462Q和SCT9431Q两款车规降压变换器，都支持低压差直通模式。SCT2462Q可用于15W的方案，支持6A输出、最高耐压可达42V；采用第二代低压差直通技术，可以支持更低的输入输出电压差（最大占空比99.3%+图），有效拓展无线充功率发射级的输入电压范围。SCT9431Q可用于10W的方案，支持3A输出，最高耐压可达42V。 同时，芯洲特有的多级栅级驱动专利技术，可有效的抑制开关结点的开关振铃，更容易通过相关的EMI测试。以下是SCT2462EVM板实测，从波形上看，SCT2462在满载时，上管开通的振铃过冲仅3.4V，且没有多次振荡，关断时的波形非常干净。 SCT2462EVM：12V输入，5V/6A满载输出，开关节点SW的波形（图2为细节） CAN和MCU的供电方案 目前市场上最常用的CAN通讯接口器件大多都是采用5V供电，而大部分的MCU供电电压却从5V降低到了3.3V供电，可采用SCT2600Q（0.6A输出降压变换器）及SCT71403Q（300mA LDO方案）。SCT2600Q是车规级的一级电源，Vinmax=60V，支持2.1MHz开关频率，可避免对车载AM（540 KHz－1600KHz ）频段的干扰，轻载工作模式PSM，大大提高了轻载效率，在负载4mA时，效率大于80%。 SCT71403Q是车规级的一级LDO，VINmax=42V，VOUT=3.3Vor5V，Imax=300Ma，待机电流仅2.4uA，自身身集成了OCFB（过流折回）/OTP/UVLO/PG等电压电流检测及保护功能，有效地保护了输出负载短路大电流等情况，提高了用户使用的安全可靠性。极低的待机电流大大降低了整机的待机功耗，非常适合常待机应用场合。 无线充电发射端功率级 无线充电按照技术路线，大概分为三种类型。第一种为电磁感应，第二种是电磁谐振，第三种事无线电波。三种路线都有相应的标准和组织在推进，推进市场应用及标准化。现在Qi的电磁感应方式占据了主流，遵循Qi标准的发射端和接收端的方案愈加完善。在发射级的性能方面，主要关注几点： 1） 工作电压范围：3v-15v。 SCT63340芯片供电电压范围为4.2V~30V，功率级的工作电压范围为1V~26V。是目前15W无线充发射端输入电压范围最宽的一款芯片。 2） 转换效率。 SCT63340内部集成13mohm的全桥MOS管，其15W时的功率传输效率达86%，高于行业平均水平。 SCT63340功率传输效率 3） 芯片面积及散热。 SCT63340采用QFN 4x4封装，可最大化程度节约布板面积，实现高密度集成化解决方案。提供可靠的焊接质量，及良好的散热能力。具有良好的电性能和热性能，体积小，重量轻。 SCT63340同时自带调解功能，简化电路设计，节约MCU功能性成本。芯洲科技持续为客户提供丰富的电源芯片选择，同时基于市场需求快速迭代。 更多定制化电源管理解决方案，欢迎关注并联系我们。 详情请参考：SCT2462FNAR 详情请参考：SCT2600TVBR 详情请参考：SCT9431FSAR 详情请参考：SCT63340FGAR
2023-05-09了解详情 -
针对高串电池包（>12串）应用的大电流解决方案
目前，芯洲推出针对高串电池包（>12串）应用的大电流DC/DC产品SCT2A25/2A27供大家选型。具体性能如下介绍： 1.1 1.1.2 SCT2A27STER 1.2 可靠性 1.2.1 SCT2A25STER 1.2.2 SCT2A27 1.3 DEMO测试效率 1.3.1 SCT2A25STER 1.3.2 SCT2A27STER 介绍完芯片性能，接下来介绍下市场应用。SCT2A25/2A27经过市场验证，广泛应用于二轮电动车GPS/仪表盘/BMS/电机驱动，以及PoE工业交换机等。详细如下: 2.1 二轮车应用 2.1.1 电机驱动 2.1.2 仪表盘 2.1.3 GPS 2.2 工业应用 2.2.1 PoE工业交换机 2.2.2 园林工具 芯洲科技簇拥市场，为客户提供最快、最好的支持和专业解决方案。公司追求诚实守信、持续创新、合作共赢的企业精神，和在不断拼搏中茁壮成长的中国集成电路产业一起砥砺前行。 详情请参考:SCT2A25STER 详情请参考:SCT2A27STER
2022-10-19了解详情 -
SCT12A1 在输出硬短路下的负载断开保护功能介绍
在一个开关周期里，当开关闭合的时候，续流管Q2关断，输出电容Cout存的电荷与前级电感L和开关管Q1断开（此时Cout与电感L通过续流管Q2的寄生体二极管电气连接，由于该体二极管导通能力非常弱，故在介绍Boost型DCDC转换器时候简化为此时Q1与L断开），对后级电路放电。电感L， 开关管Q1与输出形成独立回路。电源对电感充电，电感L储能。开关断开，由于电感的电流方向不能突变，电流继续从电感近输入端一侧流向输出端侧，续流管导通，此时，电感和电源的极性一致，给电容充电。在开关型DCDC升压转换器停止工作的状态下，一旦存在输入电压，从输入端经电感L，再经续流管Q2体直至输出端，从在一个不可避免的电流通路。由于这个通路的存在，即便转换器在停止工作状态下，输出端依旧有电压存在，既输入电压。也就是常说的负载未完全断开。在使用升压型DCDC转换器的电子器件中，负载的未完全断开，会增加整个系统关机状态下的功耗。对于现在越来越多的电池供电的移动设备，关机状态下的功耗会一次充电下电池的续航时间，也就是终端消费者口中的“电池漏电”现象。同时，由于输出端在关机状态下始终有电压存在，一旦发生输出端短路，输入端与地之间形成直接通路，瞬间产生巨大电流，但又不能通过关机的方式来保护整个系统，进而带来损坏转换器有源器件和整个负载系统的风险。 针对Boost存在不可控电流路径的问题，SCT12A1提供了如下解决方案，在转换器输出和负载端插入P沟道型MOSFET来断开负载并提供输出端短路保护。P型MOSFET的源极连接到SCT12A1的VOUT引脚。在VOUT引脚和P型MOSFET的源极需要接输出电容，以维持控制回路的稳定性。 例如，VOUT=12V, ISHORT=15A,tSHORT=60us，这样这样短路过程产生的热QFET为5.4mJ。 选择外置P-FET选择外置P-FET时候，需要流出足够的裕度，以保证P-FET在短路事件中不会被毁坏。接着上面假设的应用条件，在12V-VOUT/1A-IOUT的条件下，P-FET的选择应该需要满足这样的要求： V_DS≥12 V SOA>3.6 mJ 外部FET选择示例 FDMC612PZ -20VDS，-14A Id, 10nC Qg Fairchild CSD25404Q3 -20VDS, -18A Id, 10.9nC Qg Texas Instruments 图 3. Fairchild FDMC612PZ SOA 图 4. TI CSD25404Q3 SCT12A1硬短路保护应用波形 图 5. 0A负载下输出硬短路（PFM） VIN=3.6V, VOUT=9V, Ta=27ºC 图6. 3A负载下输出硬短路（PFM） VIN=3.6V, VOUT=9V, Ta=27ºC SCT12A1产品介绍 SCT12A0产品介绍
2021-12-29了解详情 -
无线充电功率发射端电源解决方案
详情请参考：SCT9339STER 详情请参考：SCT63240FIAR 详情请参考：SCT63140FMAR
2021-12-29了解详情
京公网安备 11010802042628号