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实测好用!ADAS电源首选安森美NCV97200踩坑指南+设计要点
最近做L2+级ADAS域控制器的供电方案,前前后后试了3款PMIC,要么是安全功能不够要外挂太多监控芯片,要么是抗抛负载能力不行,直到换了安森美的NCV97200才终于搞定,花了2周调通样板,踩了不少坑,今天整理出来给同行做个参考。
文件下载:NCV97200-D.PDF
为什么选NCV97200?
做车载电源的朋友都懂,现在功能安全要求越来越严,光电源部分就要搞定:12V转3.3V给MCU/传感器供电、3.3V转5V给CAN/LIN网络供电、三路以上电压监控、窗口看门狗,还要过AEC-Q100、符合ISO26262 ASIL B要求,要是分立搭的话至少要4颗IC,BOM成本高不说,可靠性还难保障。
NCV97200刚好把这些需求全集成在一颗4x4mm的QFN20封装里,我算过,单电源部分BOM成本直接降了30%,PCB面积省了近40%,对于现在越来越紧凑的域控制器设计来说太友好了。
核心参数亮点(结合车载场景说人话)
不用翻datasheet记那些虚的,几个核心参数直接对应车载痛点:
- 宽输入扛造:4.1V~40V工作电压,还能扛45V的load dump抛负载,12V车载系统不用额外加大功率TVS做冗余,输入保护电路直接简化
- 双输出刚好够用:
- 前级Buck固定输出3.3V,峰值3A电流,给域控MCU、摄像头、毫米波雷达供电完全够
- 后级Boost固定输出5V,最大400mA电流,刚好接2~3路CAN收发器+LIN收发器,不用额外再加一路DCDC
- 安全功能拉满:双独立带隙基准(供电和监控分开,不会单点失效)、三路窗口电压监控(Buck输出、Boost输出、可外接一路第三方电压监控)、可调窗口看门狗,不用外挂任何安全监控芯片就能满足ASIL B的功能安全要求。
- EMI友好:2MHz固定开关频率+伪随机扩频,避开AM广播频段,EMI测试好过很多。
⚠️ 这里提个选型坑:NCV97200有两个型号,NCV97200MW01是看门狗故障只拉复位,不关闭电源输出,适合需要做故障降级的场景;NCV97200MW33是看门狗故障直接关输出重启,适合安全优先的场景,选型的时候一定要根据自己的功能安全需求选,我一开始拿错了MW33,调试的时候看门狗一触发就断电,差点以为芯片坏了。
实际设计踩过的坑(都是真金白银换的经验)
datasheet里的规范我就不重复了,说几个datasheet提的不明显,但是实际设计很容易踩的坑:
1. 输入&使能电路
- 即使有扩频,输入也一定要加LC滤波,我一开始为了省成本只加了陶瓷电容,CISPR25 Class3测试在2MHz谐波点超了2dB,加了1uH的功率电感+10uF陶瓷电容的LC滤波之后直接过了
- EN引脚如果直接接VBAT的话,一定要串10k电阻!datasheet里EN引脚的最大耐压是40V,抛负载的时候VBAT会到45V,不串电阻直接烧EN脚,我同事一开始没注意,烧了3片样片。
2. 看门狗配置
- CWDT看门狗定时电容一定要选NPO材质的,温度系数接近0,我一开始贪便宜选了X7R,-40℃低温测试的时候电容容值飘了15%,看门狗窗口时间不对,出现随机复位,换了NPO电容之后问题直接解决
- 调试的时候要关看门狗的话,要把WDT引脚拉低+SYNCI引脚拉高,进入debug模式,不然调试的时候看门狗一直触发复位,根本没法测,这个功能藏在datasheet第17页,好多人找不到。
3. 功率部分设计
- Buck的电感推荐选3.3uH,饱和电流至少4A,我试过2.2uH的电感,负载到2.5A的时候电感饱和,效率掉了3%还发热严重
- Boost的续流二极管一定要选压降小于0.5V的肖特基二极管,不然Boost带300mA负载的时候输出会掉到4.8V以下,触发欠压复位
- 底部的暴露焊盘一定要焊牢,铺铜面积至少1平方英寸(和datasheet要求一致),我一开始铺铜只做了0.5平方英寸,满负载运行10分钟结温就到140℃,触发过热保护,加大铺铜之后结温稳定在110℃左右。
4. 复位引脚使用
- RSTB复位引脚如果要做延时,就接电阻到3.3V上拉,按照datasheet公式算,10k电阻对应大概25ms延时,刚好够MCU上电初始化;如果要当Power Good引脚用,直接串1k电阻上拉就行,没有延时。
实测表现
我们样板测下来的结果给大家参考:
- 13.2V车载输入,Buck带2A负载效率92%,Boost带300mA负载效率88%,常温下芯片表面温度只有42℃
- -40℃~85℃高低温循环测试跑了1000小时,没有出现过误复位、掉输出的问题
- EMI测试轻松过CISPR25 Class3,比之前分立方案好太多
- 功能安全的FMEDA分析已经过了,安全机制覆盖率刚好满足ASIL B的要求,省了我们至少2个月的安全认证时间。
总结
如果你做的是ADAS域控、车载网关、TBOX、车身电子这类需要功能安全的车载产品,不想自己搭一堆分立电源和监控电路,想快速过ISO26262认证,NCV97200绝对是性价比很高的选择,目前我们已经小批量试产了,没出什么问题。
大家有用过这款芯片的也可以在评论区聊下你们踩过的坑,互相避坑~
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