汽車電子產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求給電源IC設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
引言
在過(guò)去的10年里,汽車電子產(chǎn)品有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,車載電子控制、導(dǎo)航以及娛樂(lè)系統(tǒng)不管是在數(shù)量上還是在精細(xì)程度上都有了顯著的提高。今后,車載電子產(chǎn)品的發(fā)展有望進(jìn)一步加速。據(jù)市場(chǎng)調(diào)研公司Allied Business Intelligence預(yù)測(cè),全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)的規(guī)模將從2003年的123億美元增長(zhǎng)至2007年的170億美元以上。Strategy Analytics公司也持相似的觀點(diǎn),據(jù)該公司預(yù)測(cè),汽車電子系統(tǒng)在車輛總成本中所占的比例將從目前的20% 飚升至2008年的30%。幾個(gè)大發(fā)展趨勢(shì)對(duì)汽車電子產(chǎn)品的這種高速成長(zhǎng)起到了推波助瀾的作用。在汽車系列的一端,諸如油門控制、制動(dòng)和懸掛控制等眾多傳統(tǒng)上的機(jī)械系統(tǒng)目前均采用電子系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制和優(yōu)化。而在另一端,LED照明、娛樂(lè)和無(wú)線導(dǎo)航正迅速成為非豪華型汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。所有這些系統(tǒng)均要求進(jìn)行某種類型的電源管理,而且,它們所面臨的電子技術(shù)挑戰(zhàn)很多,與此同時(shí),維持高可靠性也是極為重要的。
本文將重點(diǎn)探討兩大主要組成部分的成長(zhǎng),即目前以及下一代汽車中分布式電源和LED照明。這兩個(gè)區(qū)段專業(yè)市場(chǎng)給汽車電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和制造商均帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。了解這些挑戰(zhàn)并找到可行的解決方案是最為重要的,因?yàn)榕c這些系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的發(fā)展似乎是沒(méi)有止境的。
分布式電源單元
在汽車的整個(gè)底盤上,存在著為數(shù)眾多的分布式電源或"負(fù)載點(diǎn)"電源。這些電源單元（PSU）負(fù)責(zé)對(duì)12V（標(biāo)稱值為13.8V）的總線電壓進(jìn)行降壓（或升壓）操作,以便為大量的子系統(tǒng)供電。這些子系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程信息處理/導(dǎo)航系統(tǒng)、電動(dòng)座椅和電動(dòng)車門、車身內(nèi)部和外部照明以及電子剎車和引擎操控等。這些系統(tǒng)所要求的電源電壓范圍有可能從36V（用于某些LED應(yīng)用）到1.2V（用于驅(qū)動(dòng)低電壓微處理器）-- 諸如導(dǎo)航設(shè)備等諸多系統(tǒng)也許需要在一個(gè)單元中采用8個(gè)以上的不同電壓電平。視PSU在汽車電源總線上操作位置的不同,它有可能需要在功率要求非�？量痰臈l件下運(yùn)行。這些要求包括負(fù)載突降、冷車發(fā)動(dòng)、輕負(fù)載條件下的極低功耗以及低噪聲操作。此外,通常還要求解決方案的占位面積非常緊湊狹小,并具有較高的熱效率。凌特公司正在不斷壯大其專為滿足上述苛刻要求而開發(fā)的產(chǎn)品系列。
負(fù)載突降條件（60V瞬變保護(hù)）
"負(fù)載突降"指的是電池電纜在交流發(fā)電機(jī)向電池充電的過(guò)程中發(fā)生斷接的狀態(tài)。當(dāng)交流發(fā)電機(jī)試圖對(duì)電池進(jìn)行滿充電時(shí),電池電纜的這種突然斷接會(huì)產(chǎn)生高達(dá)60V的瞬態(tài)電壓尖峰。交流發(fā)電機(jī)上的瞬態(tài)電壓抑制器通常會(huì)把總線電壓箝位于36V至60V之間,并吸收掉大部分的浪涌電流。然而,交流發(fā)電機(jī)的下行DC/DC轉(zhuǎn)換器將承受這些60V的瞬變尖峰電壓。由于預(yù)料到這些轉(zhuǎn)換器以及由它們供電的子系統(tǒng)均會(huì)在該瞬變事件發(fā)生期間以及之后執(zhí)行操作,因此,至關(guān)重要的是DC/DC轉(zhuǎn)換器應(yīng)具備處理這一高電壓（最大值為60V）瞬變的能力�？梢圆捎�多種能夠在外部實(shí)現(xiàn)的保護(hù)電路（常常是抑制器）,但這樣會(huì)導(dǎo)致成本的增加,并占用寶貴的板級(jí)空間。凌特的多款高電壓開關(guān)
