CN205753534U - 用于汽车的车载充电器单片集成电路xl4301 - Google Patents
用于汽车的车载充电器单片集成电路xl4301 Download PDFInfo
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Abstract
用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301，其特征是包括101基准电压和线损补偿器、102频率补偿器、103启动和欠压保护器、104过流和短路保护器、105恒压放大器、106恒流放大器、107比较器、108振荡器、109过热保护器、110锁存和驱动箝位器、111功率开关管；其特征还在于具有七个管脚，对应管脚号为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7。
Description
技术领域
本实用新型专利是一颗用于汽车的车载充电器单片集成电路，其型号为XL4301。本专利所述集成电路是一颗全集成的宽电压、高效率、高可靠性的降压型直流电源变换器，通过简单的系统设计，可以直接把常规轿车点烟器接口提供的12V(伏特)电源或者卡车点烟器接口提供的24V电源，降压变换到5V，且可提供2.1A(安培)的输出电流能力，为车载电子设备或手持式设备供电。
背景技术
常见的汽车提供的输出电源接口主要为点烟器接口，轿车一般为12V电压，在轿车蓄电池亏电或者充满电时，这个电压一般在10V～14V之间的范围；卡车一般为24V电压，在卡车蓄电池亏电或者充满电时，这个电压一般在20V～28V之间的范围；而常用的汽车电子设备或手持式设备或便携式设备，诸如导航仪、行车记录仪、手机、照相机、摄像机及音响之类的一般为5V电源供电，这就需要一个把汽车点烟器接口提供的10V～28V之间的电压降压变换到5V电压的设备，通常叫做车载电源适配器，也叫做车载充电器或简称为车充。
鉴于汽车电源电压的波动范围比较大，这就需要车载充电器方案有比较宽的输入电压适应能力，常规要求为10V～30V；考虑到车载设备种类比较多，需要车载充电器的输出电流能力也不一样，特别是大屏智能手机需要5V/2.1A的充电能力，这就需要车载充电器方案有输出2.1A电流的能力；针对车载设备的高可靠性高安全性的需求，要求车载充电器有完善的安全保护措施，既能输出恒定电压，又能输出恒定电流，既能实现输出短路保护，又能实现高温过热保护。
本专利所述“用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301”是专门为车载充电器需求优化设计的单片集成电路。
发明内容
本专利采用创新的电路结构设计和自主开发的高压集成电路制造工艺，设计制造出一颗专门为汽车电源优化的降压型车载充电器集成电路XL4301。这颗集成电路采用自主开发的高压40V集成电路制造工艺，通过简单的系统设计，可以实现宽电压、小体积、高效率，具有恒压恒流、短路保护、过热保护功能的安全可靠的车载充电器方案。
本专利“用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301”，其内部功能模块包括基准电压和线损补偿器、频率补偿器、启动和欠压保护器、过流和短路保护器、恒压放大器、恒流放大器、比较器、振荡器、过热保护器、锁存和驱动箝位器、功率开关管。
本专利所述集成电路的工作原理是：工作在开关状态，高效率的实现直流电压的降压变换，通过外部输出电压的采样反馈端P4，实时监测输出电压的变化，根据输出电压的变化来调整功率开关管的导通时间，从而实现输出电压恒定的功能；通过外部输出电流的采样反馈端P5，实时监测输出电流的变化，根据输出电流的变化来控制功率开关管，从而实现输出电流恒定的功能。
附图说明
图1是本专利“用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301”内部方框图。
图2是本专利“用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301”实现的车载充电器典型应用电路示意图。
具体实施方式
图1是本专利“用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301”100的内部方框图，其中：P1是该集成电路的电源输入端管脚；103启动和欠压保护器产生启动信号给101基准电压和线损补偿器；101基准电压和线损补偿器产生二路电压，一路为1.25V连接到105恒压放大器的一个输入端，一路为0.11V连接到106恒流放大器的一个输入端；P4是外部输出电压的采样反馈端管脚，其实时监测系统输出电压的变化，连接到105误差放大器的另一个输入端；P5是外部输出电流的采样反馈端管脚，其实时监测系统输出电流的变化，连接到106恒流放大器的另一个输入端；102频率补偿器实现系统回路的频率补偿功能；105和106和102的输出端连接到107比较器的一个输入端；108振荡器产生150KHz的正弦波电压信号连接到107比较器的另一个输入端和110锁存和驱动箝位器的一个输入端；107比较器的输出连接到110锁存和驱动箝位器的一个输入端；104过流和短路保护器实时采集输入到111功率开关管的电流，经判断后发出控制信号给110锁存和驱动箝位器；109过热保护器实时监测该集成电路的温度，当发生过热保护时发出控制信号给110锁存和驱动箝位器；110锁存和驱动箝位器产生驱动控制信号给111功率开关管；P2是功率开关管的输出端管脚，其输出功率开关电压；P6是外部输出电压的线损补偿端管脚；P7是该集成电路内部的锁存和驱动箝位器的外接电容端管脚；P3是该集成电路的公共地线端管脚。
图2是本专利“用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301”实现的车载充电器典型应用电路示意图。图中的所有器件的参数指标见下表：
| 器件编号 | 器件类型和说明 | 参数指标 |
| 100 | 本专利所述集成电路 | XL4301 |
| 201 | 输入滤波电容 | 100uf/50V |
| 202 | 输入高频电容 | 1uf/50V |
| 203 | 电容 | 1uf/50V |
| 204 | 输出电压线损补偿设置电阻 | 10K/0.25W |
| 205 | 肖特基二极管 | B540C |
| 206 | 电感线圈 | 47uh/3A |
| 207 | 输出高频电容 | 1uf/35V |
| 208 | 输出滤波电容 | 220uf/35V |
| 209 | 电阻 | 10K/0.25W |
| 210 | 电阻 | 3.3K/0.25W |
| 211 | 电容 | 33nf/35V |
| 212 | 输出恒流设置电阻 | 52mohm/0.25W |
图2是用本专利所述集成电路实现的车载充电器典型应用电路示意图，其中：从汽车点烟器接口输入电压为12V或24V经201和202滤波后经P1管脚输入；经过100集成电路处理后从P2管脚输出可控的脉冲型功率开关电压，经206电感储能后，由207和208电容滤波后输出5V的纯净固定直流电压；205为续流肖特基二极管；209和210为分压电阻，输出电压VOUT的大小通过分压电阻209/210的设置公式为：VOUT＝1.25V*(1+209/210)，这里设置为5V；211为分压电阻209的滤波电容；212为输出电压的恒流电阻，可以实时监测输出电流的变化；209和210采样到的输出电压的变化后经过P4管脚反馈到100集成电路内部，100根据输出电压的变化来调整功率开关管的导通时间，从而实现输出电压恒定的功能；212采样到输出电流的变化后经过P5管脚反馈到100内部，100根据输出电流的变化来控制功率开关管，从而实现输出恒流的功能，电流的设置公式为：0.11V/212，这里设置为2.1A；P3管脚为系统公共接地端；P6管脚为输出电压的线损补偿电阻设置端，这里接10K电阻可以实现输出电压10％的线损补偿；P7管脚为100内部的锁存和驱动箝位器的外接电容端，此处接1uf的电容。
Claims (2)
1.用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301，其特征是包括基准电压和线损补偿器、频率补偿器、启动和欠压保护器、过流和短路保护器、恒压放大器、恒流放大器、比较器、振荡器、过热保护器、锁存和驱动箝位器、功率开关管和七个管脚分别为P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7；其中：基准电压和线损补偿器连接到P1、P6、恒压放大器和恒流放大器；频率补偿器连接到恒压放大器和比较器；启动和欠压保护器连接到P1；过流和短路保护器连接到P1、锁存和驱动箝位器、功率开关管；恒压放大器连接到P4和比较器；恒流放大器连接到P5和比较器；比较器连接到振荡器、锁存和驱动箝位器；过热保护器连接到锁存和驱动箝位器；锁存和驱动箝位器连接到P7和功率开关管；功率开关管连接到P2和P3。
2.如权利要求1所述用于汽车的车载充电器单片集成电路XL4301，其特征还在于具有七个管脚，对应管脚号P1是该集成电路的电源输入端；管脚号P2是功率开关管的输出端；管脚号P3是该集成电路的公共地线端；管脚号P4是外部输出电压的采样反馈端；管脚号P5是外部输出电流的采样反馈端；管脚号P6是外部输出电压的线损补偿端；管脚号P7是该集成电路内部的锁存和驱动箝位器的外接电容端。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201620531801.5U CN205753534U (zh) | 2016-06-03 | 2016-06-03 | 用于汽车的车载充电器单片集成电路xl4301 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=57360202
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108804365A (zh) * | 2017-04-26 | 2018-11-13 | 上海芯龙半导体技术股份有限公司 | 用于通用串行总线上的实现温度开关功能的集成电路 |
| CN111464025A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-07-28 | 上海芯龙半导体技术股份有限公司 | 一颗高电压大电流的直流电压降压变换集成电路 |
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2016
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