當今車輛中類似智能手機的體驗是以計算能力的價格為代價的。從始終在線的數(shù)字儀表板到信息娛樂集線器和融合電子控制單元 （ECU），這些應用依賴于復雜的算法和計算，這些算法和計算需要處理器提供高水平的計算能力。在最近的過去，典型的汽車片上系統(tǒng)（SoC）消耗20W的功率。現(xiàn)在，您需要準備好支持來自多個芯片的數(shù)百瓦功率。這意味著管理其電源需要微妙的平衡，以滿足低功耗、高效率和電磁干擾 （EMI） 抑制等需求。

這里有兩個關(guān)鍵考慮因素：

您需要能夠驅(qū)動更高功率的金屬氧化物半導體場效應晶體管 （MOSFET），這些晶體管在數(shù)字 IC 內(nèi)部提供電源開關(guān)，為這些應用提供計算能力

您還必須管理功耗、效率、EMI 和解決方案尺寸等參數(shù)，以產(chǎn)生所需的性能

汽車電源管理IC（PMIC）需要增強柵極驅(qū)動、動態(tài)電壓調(diào)節(jié)和卓越的瞬態(tài)性能，以優(yōu)化SoC的性能。對于降壓控制器，這就需要強大的柵極驅(qū)動，以驅(qū)動高功率MOSFET柵極的輸入。對于功率組件來說，高效率也很重要。實現(xiàn)此目的的一種方法是選擇具有低靜態(tài)電流的電源組件，因為將始終接通的器件的待機電流保持在最低水平可以降低整體功耗。良好的熱性能、最小的功率損耗和更低的工作溫度是評估這些高壓應用的器件時要考慮的其他特性。

考慮到車輛惡劣的電氣環(huán)境，EMI緩解始終很重要。汽車原始設(shè)備制造商有責任確保其車輛中的電子子系統(tǒng)不會發(fā)出過多的EMI，并且這些系統(tǒng)不會受到其他子系統(tǒng)噪聲的過度影響。有多種技術(shù)可以解決EMI問題，但許多技術(shù)確實需要權(quán)衡取舍。例如，使用電容更大的元件可以抑制負載瞬變的電壓紋波;然而，具有更大電容的汽車級元件價格昂貴。另一種策略是使用金屬外殼保護子系統(tǒng)免受輻射，但這種方法增加了設(shè)計的成本和重量。

通常，用于高壓汽車應用的PMIC連接到車輛的鉛酸電池上。該電池的工作電壓范圍為9V至16V，但具有瞬態(tài)條件，可能導致其低至4V和高達40V。因此，PMIC應該能夠在車輛的整個生命周期內(nèi)處理高輸入電壓以及拋負載事件。轉(zhuǎn)換器非常適合需要小于 6A 至 8A 電流的電源，而控制器則適用于 10A 或更高的應用，因為它們具有外部 FET。外部 FET 的 R 要低得多DS（ON）與集成FETS的轉(zhuǎn)換器相比，效率更高，散熱更好。

如今的轉(zhuǎn)換器受到封裝內(nèi)部成本、效率和散熱的限制。通常，控制器具有更大的解決方案尺寸，外部FET也使解決EMI更具挑戰(zhàn)性。Maxim最近擴展了其汽車PMIC產(chǎn)品組合，推出了新型高壓降壓轉(zhuǎn)換器和高壓多相控制器，克服了本文討論的關(guān)鍵電源設(shè)計挑戰(zhàn)。降壓轉(zhuǎn)換器可以在具有更簡單、功能較弱的處理器的應用中管理直流電源，而降壓控制器則非常適合具有更強大處理器的應用。新白皮書《應對高壓汽車電源應用的挑戰(zhàn)》討論了MAX20004/6/8同步降壓轉(zhuǎn)換器、MAX20034雙路同步降壓控制器和MAX20098同步降壓控制器如何應對高壓汽車應用的設(shè)計挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷