車載アプリケーションにおけるバッテリー電圧変動の課題解決

Analog Devices, Inc.

車載アプリケーションの動作時、バッテリー電圧が変動するという課題

車載アプリケーションでは通常動作時、バッテリー電圧は12Vから降圧され使用されるケースが多いですが、バッテリー電圧が変動する条件がいくつか存在します。
例:エンジン始動時にバッテリー電源を使ってスターターモーターを回すクランキング時はバッテリー電圧が一時的に大きく低下する現象

ECUやカーナビ等ではクランキング時においても動作を停止することなく動作させることが求められるため、電源にはバッテリー電圧を昇圧する必要があります。

このために、バッテリー後段の最初の電源には一般的に昇降圧タイプのDC/DCコンバータが使用されます。
ただし、Ｈブリッジの昇降圧コンバータは降圧⇔昇圧のモード切り替え時に応答性が悪くなり、出力電圧の安定性が悪くなることが課題として挙げられます。

MAX20039/MAX20040が、課題を解決します

この課題を解決するソリューションとして旧Maxim社のMAX20039/MAX20040を紹介いたします。
MAX20039/MAX20040は、Hブリッジの昇降圧コンバーターで昇圧⇔降圧動作の切り替えをシームレスに行うことができ、動作モード切り替え時の電圧ドロップを±3%に抑えることが出来ます。
また昇降圧を構成する4つのFETはICに内蔵されており、PCBサイズの小型化が可能です。

参考図Buck-boost power train archtecture and operation table

MAX20039 / MAX20040 特徴

/	MAX20039	MAX20040
VIN (V) (min)	2
VIN (V) (max)	40
VOUT1 (V) (max)	12
IOUT1 (A) (max)	0.6	1.2
Switch Type	Internal
Preset VOUT (V)	5
Output Adjust. Method	Preset, Resistor
Synchronous Switching?	Yes
Power Good Signal	Yes
# DC-DC Outputs	1
Alternate Topology	Step-Down, Step-Up, Step-Up/Down
Switching Frequency (kHz)	200, 300, 400, 500, 1000, 2200
Design Tools	EE-Sim
Package/Pins	TQFN-CU/20
Oper. Temp. (°C)	-40 to +85 -40 to +125
Budgetary Price (See Notes)	1.95	2.2

Small Solution

600mA/1.2A output current
(1A capability @ 105°C ambient)
4.5V to 36V supply voltage (40V tolerant)
Cold crank support down to 2V input
Fixed output 3.3V/5V and 1% ref on FB pin
Adjustable Fsw 220kHz to 2.2MHz
Seamless transition from buck to boost mode
PGOOD output (96% ± 2%)
SYNC input
Small 16-SW TQFN-EP 4mm x 4mm package

Efficient

Low Iq of 36μA @ VOUT 3.3V no load (EN ‘hi’)
Low Iq of 52μA @ VOUT 5V no load (EN ‘hi’)
＜ 10μA shutdown current (EN ‘lo’)
AEC-Q100, temp range: -40°C to +125°C