當今車內(nèi)類似智能手機的體驗是以計算能力為代價的。從永遠在線的數(shù)字儀表組到信息娛樂中心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，需要處理器提供高水平的計算能力。最近，一個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。這意味著管理他們的電源需要一個微妙的平衡，以滿足低功耗、高效率和電磁干擾 （EMI） 緩解等需求。

這里有兩個關鍵考慮因素：

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，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） 需要更高的柵極驅(qū)動、動態(tài)電壓縮放和卓越的瞬態(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)動器來驅(qū)動大功率 MOSFET 柵極的輸入。對于功率元件來說，高效率也很重要。實現(xiàn)這一目標的一種方法是選擇具有低靜態(tài)電流的電源組件，因為將這種待機電流保持在最低限度以用于始終開啟的部件可以降低整體功耗。良好的熱性能、最小的功率損耗和較低的工作溫度是評估這些高壓應用部件時要尋找的其他特性。

鑒于車輛的惡劣電氣環(huán)境，EMI 緩解始終很重要。汽車 OEM 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)不會受到來自其他子系統(tǒng)的噪聲的過度影響。解決 EMI 的技術有很多種，但很多都需要權衡取舍。例如，使用具有更大電容的組件可以抑制負載瞬變引起的電壓紋波；然而，具有更大電容的汽車級組件價格昂貴。另一種策略是使用金屬外殼屏蔽子系統(tǒng)免受輻射，但這種方法增加了設計的成本和重量。

通常，用于高壓汽車應用的 PMIC 連接到車輛的鉛酸電池上。該電池在 9V 至 16V 范圍內(nèi)工作，但具有可能導致其電壓低至 4V 和高達 40V 的瞬態(tài)條件。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負載突降事件。轉(zhuǎn)換器非常適用于需要小于 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。與具有集成 FETS 的轉(zhuǎn)換器相比，外部 FET 具有低得多的 R DS（ON），從而實現(xiàn)更高的效率和更好的散熱。

今天的轉(zhuǎn)換器受到封裝內(nèi)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，而外部 FET 也使解決 EMI 更具挑戰(zhàn)性。Maxim通過新的高壓降壓轉(zhuǎn)換器和高壓多相控制器擴展了其汽車 PMIC 產(chǎn)品組合，克服了本文討論的關鍵電源設計挑戰(zhàn)。降壓轉(zhuǎn)換器可以在具有更簡單、功能更弱的處理器的應用中管理直流電源，而降壓控制器非常適合具有更強大處理器的應用。新的白皮書《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 雙同步降壓控制器和 MAX20098 同步降壓控制器如何解決高壓汽車應用的設計挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷