‌基于L99VR02XP的汽车级双路LDO评估板技术解析

STMicroelectronics AEK-POW-LDOV02X稳压器评估板基于L99VR02XP双路车规级线性稳压器。L99VR02XP在输入电压降低时运行，最大限度地减少内部耗散功率，并最大限度增加输出电流。输出电流限制保护稳压器和应用免受过载条件的影响，例如对地短路。

数据手册：*附件：STMicroelectronics AEK-POW-LDOV02X 稳压器评估板数据手册.pdf

得益于其工作温度范围（Tj = -40°C至175°C），该器件适用于高温环境的电子应用，以及需要稳定电源的应用（例如导航系统、微控制器电源、音频系统、汽车显示器驱动器、传感器、信息娱乐处理器和动力传动系统）。

在汽车系统中，热性能始终是电池直连LDO的一个关键关注点。连接到汽车电池的LDO需要将电池电压转换为5V、3.3V或甚至更低的电压，以便为MCU、CAN总线和其他设备供电。在这些情况下，LDO上的电压降可能非常高，负载电流为100mA时，LDO的耗散功率甚至可能超过1W。如果系统需要几百毫安的电流，单个LDO无法处理耗散功率。

特性

• 保护和诊断功能
  • 使能引脚用于启用/禁用稳压器
  • 重置
  • 看门狗
  • 高级热警告与输出过压检测
  • 欠压锁定
  • 可编程短路输出电流 (Ishort)
  • 快速输出放电
  • 对电池短路输出保护
  • 两个内部LDO具有独立的热簇和温度传感器
  • 热关断和短路保护
  • LDO2自动电压跟踪和针对LDO1或外部稳压器的去跟踪功能
• L99VR02XP双路车规级线性稳压器
• 用户可选输出电压（0.8V、1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、2.8V、3.3V和5V），每个通道（LDO1和LDO2）的负载电流能力高达250mA
• 71mm x 66mm紧凑尺寸
• 属于汽车开发套件生态系统

板布局

‌基于L99VR02XP的汽车级双路LDO评估板技术解析

‌一、核心器件与设计亮点‌

1.1 L99VR02XP芯片特性

• ‌双路高精度LDO‌：支持0.8V/1.2V/1.5V/1.8V/2.5V/2.8V/3.3V/5V可配置输出电压，每通道250mA负载能力
• ‌汽车级可靠性‌：-40°C至175°C工作温度范围，集成过温保护、短路保护及电池反接保护
• ‌智能跟踪功能‌：LDO2可自动跟踪LDO1或外部LDO电压，适用于长线缆供电场景（如车载传感器）

1.2 评估板创新设计

• ‌动态热管理‌：分立式热集群设计，通过Rthj-case=4.6°C/W的散热性能优化功率分布
• ‌多功能诊断接口‌：提供EN/RST/TW引脚，支持MCU实时监控稳压器状态（如过温警告信号频率3kHz）
• ‌硬件可编程逻辑‌：通过SEL1/2/3跳线配置输出电压，简化原型开发流程

---

‌二、关键电路实现与配置‌

2.1 电源路径设计

• ‌输入保护‌：TVS二极管（SMCJ24CA）+ 肖特基屏障（STPS140AY）构成两级防护
• ‌输出滤波网络‌：2.2μF MLCC（C6/C13）搭配47nF去耦电容，确保160ms复位延迟与<0.24ms快速放电

2.3 典型配置参数

功能	配置方式	典型值
短路电流限制	TR1/TR2电阻（500kΩ）	Ishort=120mA
输出电压	SEL[1:3]_LDOx跳线组合	参见手册P6真值表
看门狗响应	C7/C14容值（47nF）	Twop=0.24ms

---

‌三、汽车电子应用场景‌

3.1 动力总成系统供电

• ‌挑战‌：引擎舱高温环境需满足175°C结温要求
• ‌方案‌：利用LDO2跟踪功能为曲轴位置传感器供电，降低长线缆压降误差

3.2 智能座舱电源树

• ‌多电压域管理‌：LDO1（3.3V）供给MCU，LDO2（5V）驱动显示屏背光
• ‌故障处理‌：通过TW引脚触发MCU中断，实现毫秒级过热保护响应

---

‌四、开发建议与调试技巧‌

1. ‌热仿真优先‌：使用ST提供的Rthj-amb_auto=22.4°C/W参数进行PCB布局优化
2. ‌启动时序测试‌：验证EN引脚使能延迟与MCU上电时序匹配性
3. ‌诊断功能验证‌：注入短路负载，观察Ishort限制与TW信号频率稳定性