基于MPS的MPM3515-AEC1汽車級高壓電源模塊方案解析

MPM3515-AEC1是Monolithic Power Systems（MPS）提供的一款36V，1.5A汽車級高壓電源模塊。該器件繼承了MPM模塊系列的關(guān)鍵優(yōu)勢：外形非常緊湊、易于使用，而且高性能。它可以提供高達(dá)1.5A的輸出電流，并具有適合汽車應(yīng)用的性能特征，包括符合AECQ 等級1認(rèn)證、高達(dá)2.2MHZ的工作頻率，以及在制造過程中可輕松進(jìn)行可靠性檢查的側(cè)面鍍錫封裝。

從信息娛樂系統(tǒng)和智能照明，到ADAS（高級駕駛員輔助系統(tǒng)）和自動駕駛，隨著汽車中復(fù)雜應(yīng)用的日漸普及，車輛中的微處理器、ASIC和傳感器數(shù)量也迅速增加。要驅(qū)動這些功能都需要電源，電路板空間因此變得彌足珍貴，而采用高功率密度的解決方案才是關(guān)鍵。MPM3515-AEC1模塊能夠以非常緊湊的外形尺寸和最少的外部組件滿足這些電源需求。

MPM3515-AEC1模塊比具有類似功率水平的傳統(tǒng)分立式電源解決方案要小得多。

傳統(tǒng)的36V，1.5A DC/DC降壓變換器設(shè)計(jì)通常占板面積最大為45mmx20mm，而相同設(shè)計(jì)的MPM3515-AEC1僅需7.5mmx7mm板空間，僅占原板面積的6％（見圖1）。

圖1: 超小解決方案尺寸

MPM3515-AEC1僅需四個外部組件即可完成整個電源設(shè)計(jì)：輸入電容、輸出電容和用于設(shè)置輸出電壓的兩個反饋電阻（見圖2）。所有其他組件都包含在模塊本身內(nèi)。

與使用分立元件的競爭產(chǎn)品不同，MPM3515-AEC1是一款在半導(dǎo)體單芯片上集成了DC / DC控制器和功率MOSFET的單片器件。其芯片和集成電感采用MPS網(wǎng)格連接封裝技術(shù)直接安裝在內(nèi)部引線框架上，可實(shí)現(xiàn)出色的散熱特性和低寄生電感。其設(shè)計(jì)簡單，使電路板布局和實(shí)施變得非常容易。

圖2: 典型應(yīng)用布局

MPM3515-AEC1采用僅3mmx5mm寬、1.6mm高的小尺寸封裝，實(shí)現(xiàn)了非常高的功率密度。

它采用強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（CCM），以確保所有負(fù)載條件下均具有低輸出紋波，從而降低EMI干擾。對于需要避免使用特定頻帶以實(shí)現(xiàn)更好EMI控制的設(shè)計(jì)應(yīng)用，還可以采用450kHz至2.2MHz的外部時鐘同步開關(guān)頻率。

MPS先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn)了超低的集成功率MOSFET導(dǎo)通電阻，其上下管導(dǎo)通電阻通常分別為90mΩ/50mΩ。 在12V輸入、5V / 1A輸出條件下，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)90.8％的出色效率（見圖3）。

MPM3515-AEC1還提供各種保護(hù)功能，包括內(nèi)部過流保護(hù)、短路保護(hù)、過溫保護(hù)，以及電源正常（PG）輸出指示，這些保護(hù)使設(shè)計(jì)變得輕松無憂。

圖3：典型效率曲線

表1對比了 MPM3515-AEC1’與競爭產(chǎn)品解決方案的典型特性以及電路板空間要求。

MPM3515-AEC1具有卓越性能和高可靠性，適用于各種應(yīng)用，如汽車攝像頭、工業(yè)電源、醫(yī)學(xué)成像設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和電信設(shè)備，以及任何其他空間受限應(yīng)用（ 見圖4）。

圖4：MPM3515-AEC1的應(yīng)用范圍
編輯：hfy