现在，跟着人们对轿车的便当性、安全性、舒适性以及环保节能的要求越来越高，轿车已由开始的以机械部件为主演化至机电一体化，且对电子技能的依靠程度不断提高，越来越多的电子模块被集成以向轿车运用者供给更多功用。但是，这趋势也令轿车电子工程师面对更多的应战：数字元件的增多导致电源电压下降以及元件内电流上升，加上政府法规对二氧化碳排放的要求日趋苛刻，以及顾客对燃油经济性的要求，工程师需求从电源办理模块的规划方面考虑怎么下降功耗，减小静态电流，提高体系能效并契合各种环境法规及安全规范。
电源能效
尽量提高电源能效一直是规划的一个中心方针。从热力学视点来讲，实际国际的能量转移并不完美，因为散热和其他体系损耗等要素，输入功率永久不可能等于输出功率。这由电源能效来衡量，也便是输出功率除以输入功率的比值。
咱们假定线性稳压器和开关电源都有2.5 W的额定功率，以及5 V输出电压和0.5 A输出电流，那么线性稳压器需求6 W的输入功率(丢失的3.5 W归咎于稳压器散热)，能效为41%，而开关式稳压器仅需2.8 W的输入功率，能效高达90%。
因而，开关计划供给比线性计划更高的能效。对规划师来说，了解从线性计划迈向开关计划的规划考量及其对规划的影响是很有必要的。
开关电源规划考量
依据开关电源的作业原理，经过导通和关断的开关情况对输入电压进行增加/减小/逆变的脉冲调制，这是优于线性计划只能减小输入电平的又一优势。但是，开关计划也有许多坏处，因为其杂乱的反响回路，外部元件较线性计划多且需求更多的PCB面积，再加上开关的性质导致其除噪功用差。
为减轻开关电源坏处，体系规划师需作以下考量：
(一)电磁搅扰
削减回路面积，优化PCB布局，然后削弱电路间的搅扰;
防止由稳压器和体系环境产生的活络频段;
选用扩频调制技能、决议光谱含量和去耦计划下降排放峰值。
(二)外部元件数量
集成的电源开关可减小布线尺度，功耗比板外电源开关更低，且更易于规划。
(三)PCB面积
减小电感和电容的尺度，所占PCB面积得以减小，且开关频率增加，使能效得以提高，一起削弱PCB电磁辐射和电磁搅扰。但需注意尽量使导通和开关损耗最小化，下降噪声。
(四)反响回路规划
为匹配输出阻抗的后稳压器挑选适宜的负输入电阻以防止振动，到达稳压输出的意图;
有用运用仿真东西以了解频域中的频率补偿;频率补偿可经过挑选单极呼应操控计划来完成。
(五)瞬态电流
将线性稳压器和开关电源并联，可减小瞬态电流，称为混合开关电源;且可依据线路负载情况，以稳定的开和关条件进行脉冲频率调制。
轿车体系电源拓扑结构演化
工程师须视详细的运用为轿车体系挑选适宜的电源办理规划计划。
图一：轿车体系电源拓扑结构演化概览
混合线性/开关电源(SMPS)计划典型用于轿车ADAS体系和启停体系
跟着车辆主动安全体系的重要性的日积月累，先进驾驭辅佐体系(ADAS)逐步从高级车运用扩展至中低档车，它经过帮忙驾驭员操控车辆的杂乱进程以供给更安全便当的驾驭体会如自适应巡航操控、盲点监控、车道违背警报、夜视、车道坚持帮忙、以及具主动转向和制动办法的磕碰警报体系。下一代ADAS体系将可令驾驭体会进一步主动化，如：用智能手机app帮忙主动泊车;搭载V2X通讯体系完成车辆与车辆或车辆与外界环境的即时信息交流，然后大大缓解交通堵塞，削减交通事故的产生;经过介质雷达传感器渠道辨认事故隐患，作出活络反响并自主采纳举动，供给多重安全功用的一起下降成本。
图二：ADAS体系
这就需求配以体系根底芯片(SBC), 经过通讯技能如以太网成功衔接车辆中的各部分如摄像头、GPS、雷达和旋转编码器来完成。因为ADAS体系高集成度的杂乱性，体系规划师需求为其挑选高精度和可定制的电源和功率模块，为电源部分供给专用功用如看门狗功用、电源监控冗余功用以及电压监控功用，以确保契合ISO26262规范的轿车安全完整性(ASLI) B等级，完成整车功用性安全和更安全的驾驭体会。
图三：以太网SBC技能完成ADAS的集成要求
跟着燃油经济性规范和规范的二氧化碳排放协议的推广，启停体系的市场需求日益增加。所谓启停体系，即在轿车行进进程中暂时泊车的时分主动熄火，需求继续前进时体系主动重启内燃机，然后削减发起机闲暇的时刻，以削减燃油耗费和二氧化碳排放。
内燃机无法自行发起，需求外力引发焚烧循环。这是发起电机的用处地点，当刺进焚烧开关钥匙并将开关扭至“开”，发起电机发起。但是，发起电机滚动曲柄发起引擎需求的电流量非常大，导致在发起阶段轿车电池电压明显下降。为防止发起阶段的压降，混合线性/SMPS计划被进一步改善，于降压稳压器和电池供电的LDO之间增加启停预升压器(如图一右上角所示)，它根据焚烧开关翻开和封闭，以满意启停体系的低压发起。预升压器一般选用大功率集中式多相升压和分布式小功率单相升压等办法，用以防止电压骤降导致的反常，并契合12 V体系的 ISO 16750规范。
开关电源计划典型用于驾驭信息体系
驾驭信息体系包含车辆表里的信息体系、通讯体系以及文娱体系，是轿车开展的首要部分。油耗、车速、导航、文娱及ADAS体系等信息都可经过仪表盘和中控面板向驾驭员显现。Nvidia、Intel等厂商不断提高体系集成才能并开发智能解决计划，经过图形处理器集成和衔接各种不同车辆的功用。因为体系内部需求进行很多的核算，所以驾驭信息体系归于高功率运用，可选用开关电源计划。单相/多相SMPS作为用于驾驭信息体系的关键技能，可依据实时运用情况进举动态电压调理，削减不必要的功耗。安森美半导体的NCV8901系列是集成降压SMPS的转换器，输出电流为1.2 A，作业频率为2 MHz，输入电压规模4.5 V 至36 V，可耐受40 V抛负载电压，芯片作业结温为-40℃至150℃，体积小，输出精度高，可在驾驭信息体系中运用。
