车载MAX20052ATC电源评估

本次与大家分享的是世健和ADI联合举办的《在ADI电源产品的花园里“挖呀挖”》主题活动的二等奖文章：《车载MAX20052ATC电源评估》及作者获奖感言。

 

获奖感言

 

车载MAX20052ATC电源评估

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感谢世健、ADI和21DY举办本次活动，本次活动的举办促进了行业内的交流与沟通，增强了相关的人员学习能力，成功的做到了互通有无，为电源发展行业带来了一次非常全面的思想文化上的提高。有幸参加论坛与世健ADI举办的本次活动并荣获第二名，获得了相当满意的奖品同时也将自身所知道了解的一些电源产品只是带给了大家，何不为两全其美。

最后，再次感谢世健、ADI与21电源联合举办的本次活动。

 

作者: wenaochina

所在行业: 汽车电子

应用领域: LED灯驱动

应用案例名称：**LED红外补光灯驱动

ADI电源产品类型：LED驱动

ADI电源产品型号:MAX20052ATC

 

前言

各位工程师大家好，很开心参加ADI&世健举办的本次活动，让我有一个平台与大家进行交流讨论、一起互相学习，本次为大家分享这款车载电源MAX20052ATC。

 

01

主要功能介绍

MAX20052是一颗2A、同步、Buck LED驱动器，集成MOSFET，Analog Devices 的降压型 LED 驱动器，非常适合于那些输入电压高于LED电压的应用。框图如图所示：

比如在许多汽车或工业应用中，这些LED驱动器可提供最高的效率、最低的噪声和最小的占板面积。其他特点包括集成化肖特基二极管、准确的 LED 电流匹配、以及多输出能力等。其特点包含以下部分：

 

• 汽车级品质:通过AEC-Q100认证

• 集成0.14Q(典型值)的完全同步2A降压型转换器

• 高侧电流调节省去一条与LED灯串的连接

• 扩频模式缓解EMI问题

• 200mV较低满量程高侧电流检测电压

• 宽输入电源电压范围:45V至65V0

• 两个开关频率选项:400kHz和21MHZ

• 内部环路补偿(MAX20050/MAX20052)和外部环路补偿(MAX20051/MAX20053/MAX20053D)选项

• 开关频率与PWM调光信号同步

• 低电平有效故障(FLT)指示器

• 输出短路保护

• REFI引|脚调节LED电流，低至零安培

• PWM调光可断开高侧和低侧MOSFET驱动器的连接5V、10mALDO输出为其他电路提供偏置

• 超低关断电流(5uA，典型值)

• 输出过载、短路和过热保护

• 12引脚(3mm x3mm)TDFN、14引脚(5mm x4.4mm)TSSOP和24引脚(4mm x4mm)TQFN封装选项

 

 

02

设计

设计概要

 

在车载主板硬件设计中，MAX20052ATC/V+具体设计要求如下：

1.MAX20052主电源采用12V蓄电池供电，恒流源输出，接两灯的时候最大输出效率可以达到90%，自身功耗1.95W，所以输出功率在18W左右，接一灯的时候最大输出效率为84%左右，自身功耗为1.95W，所以输出功率为10W。

2.MAX20052的最大输出电流可以达到2A，当REFI引脚悬空，输出电流调节：ILED=0.22/RCS；当REFI引脚的电压≤1.2V，输出电流调节：ILED=（VREFI-0.22）/（5×RCS）。

3.MAX20052的EN 脚通过接FH8310的GPIO[1]管脚来实现同步曝光控制，实现灯的PWM调节。

4.外接灯采用两灯的控制方案，灯的规格为2.9V/1A，总功耗为5.8W左右，双灯方案输出可以达到18W，所以完全可以驱动起来。

5. LED灯接口采用6PIN的接口，型号为FH52K-6S-0.5SH,以FPC的方式连接（B样计划将6PIN座子改成Molex的2PIN座子并将FPC排线改成线束连接），因为两块灯板是分开两端布局，主板上的两个灯座又是并排设计，所以pin定义会有所不同。FPC排线考虑到结构的特点，设计外形有区别。

目前设计的该款已经通过电气，EMC，环境类实验。

接下来让我们看一下设计要求：

 

设计要求

 

输入：9-16V

输出：1A

诊断：开路，短路

温度范围：-40到+85℃

驱动LED功率：3Wx2=6W

 

电气实验要求

 

 

设计框图

 

 

设计原理图

 

Layout

 

二层地平面完整，电流回流路径小。

我们再来看一下实拍效果图：

 

03

测试

主板红外LED驱动功能

 

led占空比控制:

通过输出电流测试，我们可以看到还是比较稳定的。

 

温度测试

 

室温27.7℃、芯片温度36.6℃、温升8.9℃ 是ok的。

 

电气类实验

 

低温唤醒测试

低温唤醒测试OK。

断电将PCB板在-40摄氏度温度下放置1小时；

在放置结束时，温度保持当前温度，上电启动的功能。

长时间过压测试测试OK；

电源电压以1V/min的变化速率在+16V和+18V 之间连续扫描60min。

 

瞬时过压测试

瞬时过压测试OK

短时测试：10s内测试以下程序3次，时间间隔3s；

脉冲寿命测试：测试以下程序100次，时间间隔8s。

测试程序如下：

1)电源电压设置为16V，正常上电；

2)电压由16V上升至18V，上升时间Tr时间为1ms；

3)保持18V电压400ms；

4)电压由18V下降至17V，下降时间Tf时间为1ms；

5)保持17V电压600ms；

6)电压由17V下降至16V，下降时间Tf时间为1ms。

瞬时低压测试

瞬时低压测试OK。

电压设置为10.8V，正常上电；

电压由10.8V下降至9V，电压下降时间Tr为1.8ms；

保持9V电压500ms；

电压由9V上升至10.8V，电压上升时间Tf为1.8ms。

 

电源电压瞬降测试

电源电压瞬降测试OK。

1)室温环境下，正常供电，供电电压设置为 Umin,Umin 值参考下图；

2)保持工作模式，将图的测试脉冲同时应用于 电源的所有相关输入，上升时间和下降时间应≤10ms；

供电电压保持4.5V，时间是0.1S。

 

04

结语

本次对LED驱动、MAX20052ATC产品的分享到此结束，希望对各位工程师们有所帮助。