中心議題：

• 汽車內部電子係統的功耗問題

解決方案：

• 提高元器件的轉換效率
• 使用開關開關穩壓器取代線性穩壓器
• 高性能的模擬直流-直流轉換器

現在

，汽車製造商正不斷地把越來越複雜的電子係統整合到汽車裏。AlliedBusinessIntelligence公司預測，汽車半導體市場的年銷售額將從去年的123億美元上升到2007年的170億美元。另一家公司的戰略分析員也提出同樣的觀點：對於現在一部普通的汽車來說，電子係統的成本將占整部汽車的20%以上，但是，到2008年，這個比重將提高到30%。典型的車載電子係統包括：防撞擊雷達、自適應巡航控製、輪胎氣壓監測、導航係統、免提式蜂窩電話和其他的無線連接，以及利用生物特征參數的接入。
　　
一個顯著的增長體現在DVD/HDD導航係統上。第一部DVD/HDD導航係統是在1997年問世的

，今年這類係統在全球的銷量預計將超過1,300萬(wan)台(tai)。對(dui)於(yu)任(ren)何(he)類(lei)型(xing)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)而(er)言(yan)，汽(qi)車(che)的(de)環(huan)境(jing)仍(reng)然(ran)是(shi)非(fei)常(chang)苛(ke)刻(ke)的(de)。要(yao)求(qiu)較(jiao)大(da)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)
，加(jia)上(shang)很(hen)高(gao)的(de)瞬(shun)變(bian)電(dian)壓(ya)
，溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)很(hen)大(da)，這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，對(dui)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)提(ti)出(chu)了(le)巨(ju)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。此(ci)外(wai)，對(dui)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)性(xing)能(neng)的(de)要(yao)求(qiu)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)，而(er)且(qie)，還(hai)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)為(wei)係(xi)統(tong)內(nei)的(de)各(ge)個(ge)不(bu)同(tong)部(bu)件(jian)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya)。
　　
現在所生產的大多數汽車中、高檔汽車都把DVD全quan球qiu定ding位wei導dao航hang係xi統tong作zuo為wei汽qi車che裏li的de一yi個ge標biao準zhun設she備bei。然ran而er
，要yao在zai這zhe樣yang的de係xi統tong裏li設she計ji一yi個ge能neng夠gou滿man足zu所suo有you不bu同tong電dian壓ya要yao求qiu的de電dian源yuan
，其qi複fu雜za程cheng度du和he設she計ji一yi個ge筆bi記ji本ben電dian腦nao的de電dian源yuan不bu相xiang上shang下xia。一yi個ge典dian型xing的de導dao航hang係xi統tong至zhi少shao需xu要yao六liu種zhong電dian壓ya：8V、5V
、3.3V、2.5V

、1.5V和1.2V。8V電壓是用來給DVD馬達供電的
，它用於帶動光盤旋轉，在通常情況下，需要高達2A的峰值電流。5V和3.3V電壓一般是供給係統總線的，它們都需要2A至3A的電流。1.5V和1.2V電壓分別是CPU內核和DSP內核的供電電壓，這兩路電壓的功率一般在3W到5W之間。
　　
同(tong)時(shi)，元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)數(shu)量(liang)卻(que)在(zai)不(bu)斷(duan)地(di)增(zeng)加(jia)，而(er)可(ke)用(yong)的(de)空(kong)間(jian)卻(que)越(yue)來(lai)越(yue)小(xiao)。由(you)於(yu)實(shi)際(ji)需(xu)要(yao)發(fa)散(san)的(de)熱(re)量(liang)太(tai)大(da)了(le)，很(hen)難(nan)把(ba)熱(re)量(liang)散(san)發(fa)出(chu)去(qu)。因(yin)為(wei)空(kong)間(jian)受(shou)到(dao)限(xian)製(zhi)，而(er)且(qie)要(yao)求(qiu)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)，所(suo)以(yi)，轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率(lv)也(ye)就(jiu)變(bian)得(de)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)要(yao)。當(dang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)很(hen)低(di)而(er)電(dian)流(liu)適(shi)中(zhong)（約在幾百毫安培以上）時(shi)，就(jiu)無(wu)法(fa)簡(jian)單(dan)地(di)用(yong)一(yi)個(ge)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)來(lai)產(chan)生(sheng)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)電(dian)壓(ya)。於(yu)是(shi)

，在(zai)過(guo)去(qu)的(de)幾(ji)年(nian)裏(li)，主(zhu)要(yao)是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)熱(re)量(liang)方(fang)麵(mian)的(de)限(xian)製(zhi)
，開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)正(zheng)漸(jian)漸(jian)地(di)取(qu)代(dai)了(le)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)。開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)好(hao)處(chu)是(shi)：效率較高，尺寸較小
，這些好處超過了它的複雜性和電磁幹擾的問題。
　　
對於計劃在汽車導航係統中使用的開關穩壓器來說，由於考慮到存在上述這些限製，那麼
，它就必須具備以下這些功能和特點：
●輸入工作電壓範圍寬；
●在整個較寬的負載範圍內的效率高
；
●在正常的工作模式、待機模式和關機模式下，靜態電流都必須很低

；
●熱阻小
；
●噪聲和電磁幹擾都很小。
　　
輸入電壓工作範圍寬。任何開關穩壓器的輸入電壓範圍都必須在3V至60V之間
，隻有這樣，才能滿足“冷啟動”和“大負載”的要求。它還具有別的好處
，即汽車係統既可以在14V的電壓下運行

，也可以在42V的電壓下運行。此外，使用60V的額定電壓的另一個好處是這樣能夠給14V係統留出一個空間，從而可以把電壓控製在36V到40V這個範圍內。再者
，有了這個60V的額定電壓
，這個設備將來也就可以用於新的42V係統。也就是說，一個14V係統的設計可以很容易地升級到42V係統，不必重新做很多設計。
　　[page]
效率。對於大多數汽車係統而言

，在一個較寬的負載範圍內保持較高的功率轉換效率是很重要的。例如，對於輸出電壓為5V、負載在10mA到2.5A之間的應用來說，功率轉換效率預計為85%。當電流很大時
，內部開關必須完全飽和
，在一般情況下，在電流為3A時，功耗為0.1W。為wei了le提ti高gao輕qing載zai效xiao率lv，可ke以yi降jiang低di驅qu動dong電dian流liu，或huo者zhe讓rang驅qu動dong電dian流liu與yu負fu載zai電dian流liu成cheng比bi例li。此ci外wai
，還hai可ke以yi通tong過guo一yi個ge偏pian置zhi引yin腳jiao給gei內nei部bu控kong製zhi電dian路lu供gong電dian，這zhe個ge引yin腳jiao可ke以yi用yong輸shu出chu電dian壓ya來lai供gong電dian。這zhe利li用yong了le降jiang壓ya轉zhuan換huan器qi的de功gong率lv轉zhuan換huan效xiao率lv高gao的de優you點dian。偏pian置zhi電dian流liu是shi由you輸shu出chu而er不bu是shi由you輸shu入ru得de到dao的de，因yin此ci控kong製zhi電dian路lu從cong供gong電dian電dian源yuan吸xi收shou的de電dian流liu就jiu減jian少shao了le
，減jian少shao的de倍bei數shu是shi輸shu入ru電dian壓ya與yu輸shu出chu電dian壓ya的de比bi值zhi。對dui輸shu入ru電dian流liu源yuan的de要yao求qiu。例li如ru，當dang輸shu出chu電dian壓ya為wei3.3V，輸出電流為100礎
，這時需要從12Ｖ電壓提供的平均輸入電流是30礎。這樣減少了控製電路所需要的電流，從而提高了輕載時的效率。
　　
靜jing態tai電dian流liu小xiao。汽qi車che係xi統tong裏li的de許xu多duo產chan品pin即ji使shi在zai汽qi車che停ting止zhi不bu動dong的de時shi候hou也ye需xu要yao源yuan源yuan不bu斷duan地di供gong給gei電dian力li。對dui於yu這zhe些xie產chan品pin來lai說shuo，一yi個ge重zhong要yao的de指zhi標biao是shi靜jing態tai電dian流liu要yao小xiao。如ru果guo輸shu出chu電dian流liu不bu低di於yu100mA，那麼
，這個設備就一直在正常的開關模式下運作。當電流低於100mA時(shi)，開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)必(bi)須(xu)跳(tiao)過(guo)一(yi)些(xie)脈(mai)衝(chong)，維(wei)持(chi)穩(wen)壓(ya)作(zuo)用(yong)。在(zai)兩(liang)個(ge)脈(mai)衝(chong)之(zhi)間(jian)穩(wen)壓(ya)器(qi)可(ke)以(yi)進(jin)入(ru)深(shen)度(du)休(xiu)眠(mian)模(mo)式(shi)
，在(zai)這(zhe)個(ge)模(mo)式(shi)下(xia)，隻(zhi)對(dui)內(nei)部(bu)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)電(dian)路(lu)供(gong)電(dian)。在(zai)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)很(hen)小(xiao)時(shi)，開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)要(yao)自(zi)動(dong)地(di)切(qie)換(huan)到(dao)猝(cu)發(fa)模(mo)式(shi)。在(zai)這(zhe)個(ge)模(mo)式(shi)下(xia)，12V至3.3V的轉換器的靜態電流會下降到100礎以下。在休眠模式下，內部參考電壓和電源正常指示電路仍然工作
，以監視輸出電壓。在關機狀態下，靜態電流應低於1礎。
　　
rezuxiao。zailixiangzhuangtaixia，bandaotijiedaowaikederezuyinggaihenxiao。ruguoqijianbeimiandetongshiluolude
，erqieshihanjiezaiyinshuadianlubandebiaomian，name
，jiukeyitongguozhegeyinshuadianlubanbazhegeqijianshangdereliangsanfachuqu。rujinjingchangshiyongdesicengdianluban，zhongjianyouyicengshigonglvceng，taderezuzai40℃/Wdefanweinei。duiyuzaizhouweiwendujiaogaodehuanjingzhongshiyongdechanpin，tamenreliangchuangeijinshuwaikededaorexingnenghenhao，rezujiejinbandaotijiezhiwaikederezu
，tongchangshi10℃/W，從而擴大了有效工作溫度的範圍。
　　
噪聲和電磁幹擾問題

kaiguanwenyaqichanshengdezaoyinbixianxingwenyaqideda，danshi，tamendexiaolvgaohenduo。zaixuduorongyishouzaoyinyingxiangdechanpinzhong，zhiyaokaiguandianyuandexingnengshikeyiyuxianzhidaode，name
，zaoshenghedianciganraodedaxiaoshikeyikongzhide。ruguokaiguanwenyaqizaizhengchangmoshixiakaiguanpinlvshigudingde，zaikaiheguanshishangshengyanhexiajiangyanyehenganjingbingqiekeyiyuce，bucunzaiguochonghuozhegaopinshuaijianzhendang
，yinerjiangdidianciganrao。tadefengzhuangchicunxiao，gongzuopinlvgao，keyibadianlubuzhidehenjincou，henxiao，congerjiangdiledianciganraofushe。ciwai，ruguozhegewenyaqikeyishiyongdengxiaochuanliandianzuhenxiaodetaocidianrongqi，name


，jiunenggoujiangdishurudianyawenboheshuchudianyawenbo，zheshixitonglidelingyigezaoshengyuan。
　　
顯然
，設計和開發這類開關穩壓器並不是件簡單的事情。然而，最新的一個高壓直流-直流轉換器的例子是電壓可以達到60V的降壓開關穩壓器單片集成電路。它的輸入電壓範圍為3.3V至60V（圖1），當負載電流高達2.5A時

，效率很高。在所有的輸入電壓、負載和溫度條件下

，參考電壓的精度為±2%。

在猝發模式下
，它的靜態電流低於100礎，適合輸入電壓為12V至3.3V的產品。這個器件采用厚度很薄的TSSOP封feng裝zhuang
，熱re阻zu非fei常chang小xiao，適shi合he尺chi寸cun很hen小xiao的de設she計ji。最zui後hou，它ta使shi用yong了le電dian流liu模mo式shi電dian路lu，具ju有you良liang好hao的de瞬shun態tai響xiang應ying，容rong易yi補bu償chang
，並bing且qie使shi用yong一yi種zhong擁yong有you專zhuan利li權quan的de電dian路lu，在zai占zhan空kong比bi為wei任ren何he數shu值zhi時shi保bao持chi開kai關guan中zhong的de峰feng值zhi電dian流liu恒heng定ding。它ta的de開kai關guan頻pin率lv是shi固gu定ding的de200kHz，此外

，這個產品可以同更高的頻率同步。在整個汽車的溫度範圍內，它的穩壓性能很好
，並且提供電源正常信號/複位、軟啟動和UVLO功能。這個電路是一個可靠的、高效率的降壓轉換器解決辦法，電流高達2.5A，尺寸很小，適合汽車使用。
　　
盡管汽車導航係統的設計非常複雜，而且需要高性能的模擬直流-直流轉換器
，但是，不必為此而擔心。供應商正在推出一種“新一波”穩壓器浪潮
，它結合了大量必不可少的功能，把係統工程師從繁重的電源設計工作中解放出來。