尽管驾驭室内的轿车数据和显现夺人眼球，但暗地的电源办理对完成牢靠、高效运作却至关重要。
如今的轿车规划中有一项很有挖苦意味的作业：动力功率越来越高，但其承载的电气要求却越来越多。这些要求包含了从一系列安全相关功用到车内舒适性、连通性和文娱功用的方方面面，例如根本的AM/FM收音机、卫星无线电、多媒体体系接口、GPS、蜂窝支撑、Bluetooth®、互联网/Wi-Fi®等等。
图1. 光鲜的轿车中控台暗地是杂乱的电路和体系互连，一切这些都要求安定的直流电源以及先进电源办理的支撑。
其间许多电子子体系都坐落所谓的“无线音响单元”中（图1）。无线音响单元是用户中控台和外表板的中心部分，其间包含了各种显现、信号衔接功用、用户界面和内部电子部件，或者是这些部件的衔接集合点（图2）。这个外表铺位或许集成了多达8到10个首要子体系。所以，这是供给多个直流电源以及处理散热的要害方位。
图2. 轿车中控台背面的车载无线音响单元支撑的很多杂乱功用。
无线音响单元电源应战
与许多杂乱的子体系相同，无线音响单元规划有必要平衡彼此抵触的电源要求和约束。一方面，需求为处理器、存储器、显现屏等供给电流大小不一、十分安稳的电压。这些DC-DC调理器有必要具有较高功率，将电源子体系引起的温升降至最低，包含调理器自身及其支撑的电子器材。其间许多调理器在供给保持要害电路作业（无钥匙进入、时钟、报警，以及部分存储器功用）所需的几个毫安电流时，也有必要具有较高功率。当轿车表面上“封闭”几天乃至几周时，这特别要害，使轿车电池规划不会放电至低于下次发动所需的电量。
除这些根本的应战之外，还有轿车的电气和热环境。尽管在原理上轿车是由电池供电的，具有安稳、纯洁的直流源，但实际彻底不同。轿车的根本直流电源噪声较高，在发动（冷发动）时具有较大、忽然的压降，会使电压下降至标称值的一半。在极点状况下，负载忽然断开时，电压轨会发生尖峰脉冲（称为“抛负载”），形成高达42V的瞬态（图3）。
图3. 标称12VDC电池电源实际上是一个杂乱而且必定程度上有害的电源，如以上电压与时刻特性图所示，其间：a）抛负载浪涌；b）：冷发动电压。
因而，一般由规范铅酸电池供给、容限较小的标称12.6VDC电源实际上具有较宽的静态和动态摆幅，使调理功用的规划变得愈加杂乱。所以，规划的调理电路有必要可以接受这些瞬态效应，即便发生这种状况时也能正常作业。
在恶劣的轿车环境下，还有别的一项考虑事项：电磁搅扰（EMI）。车内的RF电噪声十分多，其间部分来自于内部，部分则来自于外部环境；有必要严厉要求包含电源子体系的一切电子功用所发生的最大EM （幅值和频谱），以及对周围EMI的抗搅扰性要求。
除了众所周知的轿车根本电源问题之外，还有一个新问题： 越来越多的汽油引擎轿车选用“启停形式”，以下降油耗。在泊车标明以及等红灯或相似状况时，封闭引擎；然后当驾驭员踩下油门踏板时，在几分之一秒内重新发动引擎，将空转油耗降至最低。但是，轿车每次中止后再重新发动，重复性地对电气体系形成抛负载和瞬态；而在走走停停的交通环境下，这种现象十分频频。
假如这些状况不足以忧虑的话，那么一切这些电子问题所带来的是一项非电气但却与之密切相关的严峻问题：音响单元的热环境；在外部温度高达+85°C （185°F）以及内部温度高达+105°C （220°F）的环境下，有必要正常作业。存在两方面的问题：调理器发热对音响单元的整体热负载发生影响（对单元内的其它电路晦气），一起调理器自身又有必要在高温下正常作业。
本文选自本站网7月《轿车电子特刊》Change The World栏目，转载请注明出处！
处理问题的几种途径
规划者有必要经过多种办法来供给不同的电源，音响单元有必要使会集在这里地部件正常作业。最直接的办法是选用多个轿车兼容线性和开关式DC-DC调理器，每种直流电源一个。
尽管这种办法可行，但挑选合适每个电压的线性或开关调理器IC需求技巧，保证其满意要求，然后将全套调理器封装在音响单元的电路板空间规模之内。依据开关调理器运用的频率，或许存在严峻的EMI及混频（外差）搅扰，发生不可知的功用问题。
较好的办法是选用高度集成的电源办理IC （PMIC），例如Maxim MAX16993或MAX16930，这些IC供给多个直流电源，专门针对轿车环境而规划。
· MAX16993 （图4）是一款多路DC-DC调理器，以单片、小型封装供给三路输出。器材包含一路直接从轿车电池供电的高压降压控制器（OUT1），以及从OUT1级联输出的两路低压降压控制器（OUT2/OUT3），每路可供给高达3A输出电流并带有集成FET。低压输出规模为0.8V至3.95V，可所以固定电压输出或经过电阻分压器调理输出电压。
图4. Maxim MAX16993 DC-DC降压电源控制器供给一路高压输出和两路低压输出，针对轿车环境特别优化功用和功用。
• MAX16930 （图5）也供给三路输出：两路直接从轿车电池供电的高压降压控制器，以及前端的预升压控制器，以保证体系在冷发动事情期间正常作业。这些输出可在1V至10V规模内调理。当轿车电池下降至用户选定的电平以下时，使能预升压控制器，可以保证体系在低至2V的电池电压下正常作业。
图5. MAX16930也供给三路输出，包含用于一个调理器的预升压，以保证体系在冷发动事情期间正常作业，此刻电源电压或许下降至低至2V。
这些IC的高压输入控制器可直接由高达36V的电池电压直接供电，可接受高达42V的抛负载瞬态。空载条件下，MAX16930的静态电流仅为20μA，MAX16993仅为30μA，使其十分合适“休眠”轿车形式。两个高压控制器规划选用2MHz开关频率，以防止AM波段EMI问题，将外部元件尺度降至最小。假如需求，开关频率可设置为低至200kHz。
为处理要害的EMI问题，MAX16930和MAX16993均供给用户可选的扩谱功用，大幅改进峰值EMI。器材经过在较宽频带中涣散杂散能量，一起将整个频带中的幅值下降。此外，这些器材的规划特意减慢了开关频率的上升/下降速率，大幅减小发生的EMI，尽管功率略有下降。强制的EMI要求比功率要求更难以满意，所以这种平衡完成了两种彼此抵触要求之间的可接受折中。
为满意用户的电路板装置需求，器材供给两种封装：TQFN-EP和旁边面防潮的QFNDEP封装。MAX16930封装尺度为6mm × 6mm，MAX16993封装尺度为5mm × 5mm。器材具有过热和短路维护，作业在-40°C至+125°C温度规模。得益于具有低静态电流（IQ）的高压、高频半导体工艺，Maxim选用立异规划和改进拓扑，完成以上整体功用。
相对于使用分立式调理器IC堆积而成的“琐细”计划，这些IC具有优异的性价比。这些%&&&&&%将规划者的困难降至最低，使其可以满意电子无线音响单元中轿车电源面对的困难而且越来越严厉的功率、牢靠性及EMI要求（另一种所谓的负载点（PoL）办法看起来好像是一种可行的计划，但其整体功用及体系牢靠性方面存在严峻缺点）。高度集成器材有效地处理了问题，一起最大程度下降规划困难和折中退让。
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