新型汽車(chē)設(shè)計(jì)均采用 48V 電源系統(tǒng)，以減輕車(chē)輛線束的重量并降低功耗。與此同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)需要承擔(dān)大負(fù)載時(shí)，所需功率也會(huì)增加，這意味著采用輸出功率更高的電源變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（例如交錯(cuò)式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）非常重要。

采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通常需要優(yōu)化熱分布以均衡 MOSFET 的降額，并避免電路板部件過(guò)熱。而出色的電路板布局將有助于解決這些熱限制，同時(shí)，通過(guò)在所有變換器之間平均分配負(fù)載電流，可以促進(jìn)控制器之間更好的電流共享。讓所有相位中流過(guò)的電流相同，并采用對(duì)稱布局，將有助于 MOSFET 具有相同的溫升，這也意味著它們將以相似的速度降額。

MPS 官網(wǎng)

本參考設(shè)計(jì)展示了一個(gè) 48V 至 12V 的交錯(cuò)式變換器，它可以提供高達(dá) 20A 的輸出負(fù)載電流。為了改善兩個(gè)控制器之間的電流共享，該設(shè)計(jì)采用了熱平衡電路，并添加了一個(gè)頻譜擴(kuò)展 (FSS) 調(diào)制器以降低 EMC。

01功能特性

4V 至 60V 寬工作輸入范圍

雙 N 溝道 MOSFET 驅(qū)動(dòng)器相位

0.8V 基準(zhǔn)電壓，精度為 ±1.5%，適用于過(guò)溫條件

低壓差工作模式：最大占空比為 99.5%

100kHz 至 1000kHz 可調(diào)頻率范圍

180° 異相 SYNCO 引腳

可調(diào)軟啟動(dòng) (SS)

電源正常 (PG) 輸出電壓 (VOUT) 監(jiān)控

可選逐周期限流保護(hù)

輸出過(guò)壓保護(hù) (OVP)

過(guò)流保護(hù) (OCP)

外部反極性保護(hù) (RPP)

外部輸入 OVP

強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式 (CCM)

外部頻譜擴(kuò)展 (FSS) 調(diào)制

啟用相位熱平衡

采用 TSSOP20-EP 和 QFN-20 (3mmx4mm) 封裝

采用側(cè)面鍍錫封裝

符合 AEC-Q100 等級(jí)1認(rèn)證

圖1: EVQ2908A_48V_L_02A

02應(yīng)用

汽車(chē)和工業(yè)電源系統(tǒng)

參考設(shè)計(jì)

01功能框圖

圖 2 顯示了本參考設(shè)計(jì)的功能框圖。其中MPQ2908A為一款降壓變換器，具有 48V 標(biāo)稱輸入、12V/20A 輸出能力、輸入 EMI 濾波器、反極性保護(hù) (RPP)、過(guò)壓保護(hù) (OVP)、雙相交錯(cuò)、頻譜擴(kuò)展 (FSS) 調(diào)制和相位熱平衡功能。

圖2: 功能框圖

02相關(guān)解決方案

本參考設(shè)計(jì)基于以下 MPS 解決方案：

表1: MPS 解決方案

03系統(tǒng)規(guī)格

表2: 系統(tǒng)規(guī)格

04原理圖

圖3: 原理圖（1）

圖4: 原理圖（2）

圖5: 原理圖（3）

圖6: 原理圖（4）

05BOM

表3: BOM

06PCB布局

圖7: 頂層

圖8: 中間層1

圖9: 中間層2

圖10: 中間層3

圖11: 中間層4

圖12: 底層