Extrem niedrigen Ruhestrom Spannungsregler für Automobil Airbags

Zusammenfassung: Diese Referenz-Design zeigt, wie die Ausgabe zu erhöhen 
Strom von der MAX15006/MAX15007-Linearregler für die Stromversorgung
Anforderungen für ein Automobil Airbag.

EinführungWie die elektronische Inhalte des Autos weiter zu erhöhen, sind Entwickler von
elektronischen Steuermodule für verbesserte Performance mit einem Budget immer
begrenzte Leistung gefordert. Moderne Autos sind mehrere elektronische Systeme
wie Stereo und Infotainment-Systeme, Scheibenwischer, Auto-Beleuchtungssysteme
und Sicherheitseinrichtungen wie z. B. Airbags. Da die kumulierte Nachfrage, die
diese Systeme auf die Auto-Batterie, müssen Designer reduzieren den
Stromverbrauch der einzelnen elektronischen Systeme so weit wie möglich, vor
allem, wenn die Auto-Zündschlüssel deaktiviert ist und das Auto ist geparkt.

Häufig muss die Batterie Stromversorgung Ruhestrom für mehrere Systemoperationen
wenn das Auto ausgeschaltet ist. Um Stromverbrauch während dieser Bedingung zu
verringern, wurden verschiedene Energiespar-Modi in der Energieverwaltung Blöcke
eingeführt: Herunterfahren die Uhr auf die Mikroprozessoren, und die
Konverter-Schaltungen durch die Eingaben aktivieren deaktivieren sind zwei
bekannte Beispiele. Es gibt, jedoch, Geräte und Funktionen – wie z. B. remote
keyless-Entry (RKE) und Sicherheitssysteme —, die sollte immer auf, ob die Macht
von der Lichtmaschine oder Batterie geliefert wird. Abbildung 1 zeigt eine
typische Netzteil Modul für Airbags.

Diese Applikationsschrift präsentiert eine Schaltung mit der
MAX15006/MAX15007-Linearregler für die Verringerung der Ruhestrom Automobil
Airbag-Anwendungen. Neben einem extrem niedrigen Ruhestrom, sind diese Geräte
laden Deponien bis zu 45V, ideal für die rauen Betriebsbedingungen der
Automobilindustrie Umgebungen standhalten. Zusätzlich, sie verfügen über eine
low-Dropout-Spannung breiten Eingangsspannungsbereich, thermische und
Kurzschluss-Schutz und eine aktivieren Eingang, macht sie besonders geeignet für
Netzteil Module im Automobil Airbags.



Abbildung 1. Ein typisches Netzteil Modul für Airbags.

Betrieb von ergänzenden Rückhaltesysteme (SRS)
 Ein Airbag System oder zusätzliches Rückhaltesystem (SRS) bietet zusätzlichen
Schutz für die Insassen vorne-Sitz in Verbindung mit einem Sicherheitsgurt. Eine
elektronisch gesteuerte, mechanisch betätigt, SRS funktioniert wie folgt: das
System bleibt unsichtbar bis aktiviert bei einem Unfall, die durch Crash und
Sicherheit Sensoren am Fahrzeug bestimmt ist. Tritt eine Wirkung der genügend
Kraft auf, schließen diese Sensoren ihre Kontakte, vervollständigen die
elektrische Schaltung und Aufblasen des Airbags. Wenn nicht aktiviert, wird das
System von der Airbag Diagnose Monitor überwacht und System Bereitschaft ist
erkennbar an der Lampe befindet sich auf dem Instrument Cluster.

Wie immer der Diagnose Monitor ist, müssen die Geräte für die Energieversorgung
verwendet einen sehr niedrigen Ruhestrom. Auch, während Auswirkungen die Klemmen
der Lichtmaschine können von die Klemmen der Batterie, getrennt werden die
Ergebnisse in einer Load-Dump-Bedingung. Variationen in der Versorgung können
auch im normalen Zustand hoch sein.

Die MAX15006/MAX15007 bieten mehrere Funktionen – wie ein extrem niedrigen
Ruhestrom, weiten Eingangsspannungsbereich und Load-Dump-Schutz bis zu 45V —
machen sie perfekt geeignet für Netzteil Module im Automobil Airbags. Sie können
als verwendet werden-ohne externen Komponenten für die meisten Anwendungen, die
einen maximalen Strom von 50mA erforderlich ist. Die monitoring-System für
Airbags insgesamt erfordert jedoch einen Strom von mehr als 100mA und einer
Stromstärke von nicht mehr als 200mA ist erforderlich, um die Bereitschaft der
Airbag-Zünder zu überprüfen. Wir müssen daher den Ausgangsstrom von
MAX15006/MAX15007, zu erhöhen, die mit einem externen Pass-Transistor erreicht
werden kann.

Die aktuelle Ausgabe-Fähigkeit des Reglers erhöht

Die Mindestanforderung aktuelle Zündung verursachen in den Airbag Zündung
Schaltungen ist 1.2A. Der Leistungsbedarf der Airbag Zündung Schaltung werden
durch die switching Regulatoren (Buck- und Boost-Wandler) und den
Spannungsregler geliefert. Allerdings ist die aktuelle Anforderung für das
monitoring-System (Sensoren, ADCs, Zünder-Bereitschaft Überwachung, etc.) über
150mA, mehr als die maximale Stromstärke, die durch den Spannungsregler
(MAX15006/MAX15007) angegeben werden kann.

Die Fähigkeit von der Spannungsregler kann mithilfe eines externen
Pass-Transistors erhöht werden. Um die Ausgabe zu erhöhen kann aktuelle von der
Spannungsregler, ein Pass-Transistor angeschlossen werden zwischen Eingang und
Ausgang wie im Schaltplan (Abbildung 2).¹ gezeigt, dass diese Schaltung zu 150mA
Ausgangsstrom erhöht.



Abbildung 2. Diese Schaltung fügt einen externe Pass-Transistor die MAX15007
ausreichend Strom (150mA) zu erreichen, um ein Airbag monitoring-System zu
liefern.

Nehmen Sie die R1 als 1Ω und R3 als 2.2Ω um die Verlustleistung auf ein Minimum
zu halten. Der Wert von R1 unten 1Ω kann auch die Wahrscheinlichkeit einer
thermische Instabilität der PNP-Transistor erhöhen. Zunächst, wenn es keine
Ausgabe aktuelle gibt, der externen Pass-Transistor auch keiner Strom leiten.
Als aktuelle erzeugt allmählich erhöht, einen Rückgang von ca. 0.6V über die
Diode, verursacht die Diode um Durchführung zu starten. Diese Leitung dann
bietet genügend Spannungsabfall über die Basis-Emitter-Kreuzung den
PNP-Transistor auch in Leitung, liefern dabei den zusätzlichen Strom benötigt,
von der Last zu bringen. R2 dient zum Ausgleich der hohen dynamischen Impedanz
der Diode bei niedrigen aktuellen Einstellungen. Beachten Sie, dass der externen
Pass-Transistor ausgeschaltet ist, wenn der Laststrom 25mA unterschreitet. Die
Werte der Widerstände können geändert werden, um die Menge an Strom geliefert
durch diese Schaltung zu erhöhen.

Auswählen einer Ausgabe-Kondensator für Stabilität

Mit der externen Transistor in der Schaltung verbunden ist die Ausgangsspannung
nicht stabil mit 2.2µF der Ausgang Kapazitiv wie im Datenblatt angegeben. Dies
ist wegen der Zunahme der gM der Regulierungsbehörde, die Ergebnisse in einer
Zunahme der Verstärkungsfaktor Frequenz. Dieser Zuwachs tritt auf, weil:

Verstärkungsfaktor Frequenz mit gM

Aufrechterhaltung die Verstärkungsfaktor Frequenz mit demselben Wert für die war
es stabil, hat der Ausgabe-Kondensator um den gleichen Betrag wie der Anstieg
der gM erhöht werden. Dieser Anstieg der gM erhalten Sie durch die Kenntnis des
aktuellen Gewinn infolge der zusätzlichen Schaltung.



Die Stromverstärkung aufgrund externer Schaltungen kann etwa mit klein-Signal
Angleichung der Schaltung (Abbildung 3) berechnet werden.



Abbildung 3. Um die erforderliche Leistung Kapazität bestimmen, müssen wir die
Stromverstärkung der externen Schaltung berechnen.

Lassen Sie ΔI die angenommene Änderung in der Last Strom durch den Regler wenn
keine externen Pass-Transistor verbunden ist. Jetzt, mit den externen übergeben
Sie Transistor angeschlossen, aktuelle Änderung des k ΔI durch den Transistor
PNP Pass lassen. Daher ist die VerΣnderung insgesamt der Laststrom aufgrund der
externen Pass-Transistor ΔI + K ΔI, d. h. (1 + K) ΔI. GM ist daher Mal von (1 +
K) erhöht werden. Also, um den gleichen Verstärkungsfaktor Frequenz aufrecht zu
erhalten, hat Ausgang Kapazitiv auch mal von (1 + K) erhöht werden.

In unserer Schaltung ist der Wert der k durch die folgende Gleichung ermittelt:



Bedenkt man die praktischen Probleme aufgrund Parasitics ist der gewünschten
Wert der Kapazität 5,45 mal den kleinsten Wert im Datenblatt angegeben. Damit
verbunden ist eine Kapazität von 12.2µF am Ausgang des Systems mit dieser
externen Pass-Transistor zu stabilisieren.

Abbildung 4 und Abbildung 5 unten zeigen die aktuelle bzw. von der externen
Pass-Transistor für eine Dauerbelastung von 150mA und eine vorübergehende
Laststrom von 150mA, geliefert. Kanal 1 zeigt die Ausgangsspannung, und Channel
4 zeigt die aktuelle von der externen Pass-Transistor geliefert. Der Parameter
von Kanal 2 angegeben wird die Spannung über den 1Ω Widerstand in Serie mit der
Belastung verbunden, und folglich es kann als die Gesamtlast aktuelle. Daher
insgesamt Laststrom von 150mA, 109mA ist von der externen Pass-Transistor
geliefert werden, während die restlichen 41mA durch den Regler-IC bereitgestellt
wird.



Abbildung 4. Leistung der Abbildung 3 Schaltung mit einer stetigen 150mA
Laststrom.

Kanal 1: Ausgangsspannung
Kanal 2: Laden Sie aktuelle Proportional zur Spannung über 1Ω Widerstand in
                Serie mit der Belastung
Kanal 4: Strom geliefert von der externen Pass-transistor



Abbildung 5. Leistung der Abbildung 3 Schaltung mit einer vorübergehenden
Laststrom von 150mA.

Kanal 1: Ausgangsspannung
 Kanal 2: Laden Sie aktuelle Proportional zur Spannung über 1Ω Widerstand in
Serie mit der Belastung
 Kanal 4: Strom geliefert von der externen Pass-transistor

Fazit

Durch mehrere Leistungsmerkmale von automotive-Anwendungen in einem einzelnen IC
gefordert, passen die MAX15006/MAX15007 direkt die Bedürfnisse der viele
aktuelle Automobilanwendungen, macht das Leben leichter für Kfz-Ingenieure.
Diese Applikationsschrift hat gezeigt, dass mit minimaler externer Beschaltung,
diese ICs höhere Belastung, aktuellen Anforderungen erfüllen können, so
erweitert ihre Palette von Anwendungen.