轿车环境的宽作业电压要求、大瞬变电压以及大温度漂移等要素一起效果下，电子体系面临着严厉的条件，本文介绍如安在功用要求变得愈加严苛的条件下，规划多个电源电压以满意轿车电子体系不同部分的要求。
现在出产的大多数中高档轿车都装备了根据DVD的GPS导航体系作为规范设备（图1）。可是可以证明，假如想规划一个用于操控此类体系内不同电压轨的电源，其杂乱程度一点点不亚于规划笔记本电脑用的电源体系。一个规范的轿车导航体系有或许具有6个或更多的电源，包含8V、5V、3.3V、2.5V、1.5V和1.2V。8V电源用于给使光盘旋转的DVD电机供电；这常常需求高达2A的峰值电流。5V和3.3V电源轨一般为体系总线，一般要求各供给2A～3A的电流。2.5V电源轨用于存储器和I/O，因而运送1A～2A的电流便足够了。1.5V和1.2V电源轨别离用于供给CPU内核和DSP内核电压。这两个电源轨的功率电平一般均在3W～5W之间。
图1：大多数中高档轿车都装备了根据DVD的GPS导航体系作为规范设备。
一起，跟着这些体系中组件数目的添加，可用空间日渐狭小。因而，鉴于一切的实践散热器都很巨大以致于装置不方便，出于对空间约束以及作业温度规模要求的考虑，转化功率的重要性变得愈加杰出。在低输出电压以及高于几百毫安的中等电流电平条件下，简略地选用一个线性稳压器来生成这些体系电压已不再可行。因而，在曩昔的几年里，首要因为散热方面的约束，开关稳压器一向在逐渐替代线性稳压器。开关电源的长处包含较高的功率和较小的占位面积，这使得杂乱度的添加以及EMI问题变得不那么重要。
假如考虑轿车导航体系中的开关稳压器约束条件，则其将需求具有下列特色和特性：
宽输入作业规模
在一个宽负载规模内具有杰出的功率
在正常操作、待机和停机状况下具有低静态电流
低热阻
最低的噪声和EMI辐射
让我们较具体地研究一下这些根本才能：
1. 宽输入作业规模
任何开关稳压器都需求被规定在一个3V～60V的宽输入电压规模内作业，以保证可满意“冷车发起” 和“负载突降” 的条件。它还具有使这些轿车体系可以在14V或42V电压条件下运转的额定长处。并且，60V的额定电压还为一般被箝坐落36V～40V的14V体系供给了一个杰出的裕度。别的，60V的额定电压还使得该器材可以运用于未来的42V体系。这就意味着一款如今为14V体系所做的规划可以针对42V体系的要求垂手可得地晋级，而无需进行任何严重的从头规划作业。
2. 功率
在大多数轿车体系中，在一个宽负载规模内完成高效功率转化是必不可少的。例如，在10mA 至2.5A的负载规模内，一个5V输出的功率转化功率被要求到达85% 左右。在高电流条件下，内部开关需求具有杰出的饱满，一般在3A电流时为0.1Ω。为了改进轻负载功率，需减小驱动电流或使其与负载电流成份额。并且，用于内部操控电路的功率可以经过一个偏置引脚来供给，该偏置引脚可由输出来供电。这得益于一个降压型转化器的功率转化功率。因为该偏置电流吸收自输出（而不是输入），因而使得操控电路所需的输入电源电流有所减小，降幅为输出与输入电压之比。例如，一个于3.3V时的100μA输出电流只需求于12V时的30μA均匀输入电流。这最大极限地减小了操控电路所需的输入电流，并且提高了轻负载时的功率水平。
表1：高电压、低静态电流降压型DC/DC转化器
3. 低静态电流
轿车体系中有许多运用即使是在车辆处于停驶状况下也要求接连供电。这些运用的一个要害要求就是低静态电流。在输出电流降至大约100mA 以下之前，该器材将运转于正常的接连开关形式。在该电流电平以下，开关稳压器有必要越过若干脉冲以便坚持稳压状况。该稳压器可在脉冲之间进入睡觉形式，此刻仅对部分内部电路供电。在轻负载电流条件下，开关稳压器需求主动切换至突发形式操作。在该形式中，关于一个12V至3.3V转化器，静态电流应降至100μA以下。在睡觉形式中，内部基准和电源杰出电路将坚持运转状况，以便监督输出电压。在停机形式中，静态电流应低于1μA。
4. 低热阻
抱负的状况是，结点至外壳热阻应该很低。假如器材的背部为裸露铜面并被焊接至PC板的外表，则PC板可被用来将热量传导至远离器材的当地。现在常用具有内部电源平面的四层电路板可以完成约40℃/W的热阻。具有至金属外壳杰出热传导的高环境温度运用可获得挨近10℃/W的典型结点至外壳热阻值。这有助于扩展作业温度规模。
5. 关于噪声和EMI的考虑
虽然开关稳压器发生的噪声多于线性稳压器，可是其功率却比后者高得多。在许多灵敏运用中现已证明只需开关电源依照可猜测的方法运作，则噪声和EMI水平是可以操控的。假如开关稳压器在正常形式中以一个稳定的频率进行开关操作，且开关脉冲边际洁净并可猜测（没有过冲或高频振铃），则EMI将得到最大极限的按捺。选用小尺度封装和高作业频率可以完成细巧严密的布局，这可以最大极限地削减EMI辐射。别的，假如稳压器可以与低ESR陶瓷电容器一道运用，则可最大极限地减小输入和输出纹波（它们是体系中的额定噪声源）。
明显，此类开关稳压器的规划和开发并不简略。不过，在曩昔的几年中，凌特公司（Linear Technology）一向致力于这种高压DC/DC转化器的作业，并且具有了一个专为满意这些要求而规划以及型款日渐增多的产品库（表1）。
LT3434就是近期推出的此类DC/DC转化器一个实例，它隶属于一个不断壮大和可以处理60V电压的单片降压型开关稳压器系列。该器材可解决上述轿车导航运用所需面临的许多问题。LT3434可在3.3V至60V的宽输入电压规模内作业（图2）。它可在高达2.5A的负载电流条件下供给高功率。基准精度在一切的电压、负载和温度条件下均为 ±2%。
因为该器材具有突发形式（BurstMode）操作功用，因而关于12V至3.3V运用其静态电流小于100μA。该器材选用具有十分低热阻的小外形扁平TSSOP封装，以完成小占位面积规划。最终，它选用了一种旨在完成上佳瞬态响应和简易补偿的电流形式拓扑结构，并且运用了用于在一切占空比条件下坚持稳定峰值开关电流的专利电路。开关频率为稳定的200kHz，并且可将器材同步至一个更高的频率。它可在轿车温度规模内供给严厉的电压调理，并具有电源杰出（Power Good）/复位、软起动和UVLO（欠压闭锁）功用。在高达2.5A的电流电平条件下，该电路供给了一种巩固、高效、小占位面积的解决方案。
本文小结
虽然轿车导航体系的规划很杂乱，并且还要求其模仿DC/DC转化器供给高功用，可是您无需为此感到慌张。比如凌特公司正在推出一个“新浪潮”稳压器，它们组合了许多要害功用，关于体系工程师而言，这些功用是减低电源规划作业量和严苛程度所必需的。
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