ADAS是高級駕駛員輔助係統的英文縮寫
，它在當今許多新型汽車和卡車中很常見。此類係統通常有助於安全駕駛；當檢測到周圍物體（例如不遵守交通規則的行人
、騎車人，甚至有其他車輛位於不安全的行駛軌跡上）構成風險時，係統可以向駕駛員提供警報！此外
，這些係統通常提供自適應巡航控製、盲點檢測、車道偏離警告
、駕駛員困倦監控、自動製動、牽引控製和夜視等動態特性。因此
，消費者對安全性日益增強的重視、對駕駛舒適性的要求以及政府安全法規的不斷增加

，是未來十年後半時期汽車ADAS的主要增長動力。

 

這種增長對行業來說並不是沒有挑戰
，包括價格壓力

、通貨膨脹、複雜性和係統測試的困難性。此外


，歐洲汽車行業是最具創新性的汽車市場之一，這點不足為奇
，ADAS的(de)市(shi)場(chang)滲(shen)透(tou)率(lv)和(he)客(ke)戶(hu)接(jie)受(shou)度(du)均(jun)有(you)重(zhong)大(da)突(tu)破(po)。不(bu)過(guo)

，美(mei)國(guo)和(he)日(ri)本(ben)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)不(bu)甘(gan)落(luo)後(hou)。最(zui)終(zhong)目(mu)標(biao)是(shi)實(shi)現(xian)無(wu)需(xu)人(ren)類(lei)在(zai)方(fang)向(xiang)盤(pan)後(hou)麵(mian)幹(gan)預(yu)的(de)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)！

 

 

一般來說，ADAS集(ji)成(cheng)了(le)一(yi)些(xie)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)來(lai)收(shou)集(ji)車(che)內(nei)眾(zhong)多(duo)傳(chuan)感(gan)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)所(suo)有(you)輸(shu)入(ru)
，然(ran)後(hou)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，以(yi)便(bian)可(ke)以(yi)將(jiang)其(qi)方(fang)便(bian)易(yi)懂(dong)地(di)呈(cheng)現(xian)給(gei)駕(jia)駛(shi)員(yuan)。此(ci)外(wai)
，這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)由(you)車(che)輛(liang)主(zhu)電(dian)池(chi)直(zhi)接(jie)供(gong)電(dian)，其(qi)標(biao)稱(cheng)電(dian)壓(ya)為(wei)9 V至18 V，但由於係統內部的電壓瞬變，電壓可能高達42 V
，而在冷啟動期間，電壓可能低至3.4 V。因此，這些係統中的任何DC-DC轉換器都必須至少能夠處理3.4 V至42 V的寬輸入電壓範圍。另外，許多雙電池係統（例如卡車中常見的雙電池係統）需要更寬的輸入範圍，上限推高至65 V。因此，一些ADAS製造商將其係統設計為覆蓋3.4 V至65 V的輸入範圍，使其可用於汽車或卡車中，同時在製造過程中獲得規模經濟的好處。

 

大部分ADAS使用5 V和3.3 V電源軌為其各種模擬和數字IC器(qi)件(jian)供(gong)電(dian)。相(xiang)應(ying)地(di)，此(ci)類(lei)係(xi)統(tong)的(de)製(zhi)造(zao)商(shang)更(geng)喜(xi)歡(huan)使(shi)用(yong)單(dan)個(ge)轉(zhuan)換(huan)器(qi)來(lai)同(tong)時(shi)解(jie)決(jue)單(dan)電(dian)瓶(ping)和(he)雙(shuang)電(dian)瓶(ping)配(pei)置(zhi)。此(ci)外(wai)，該(gai)係(xi)統(tong)通(tong)常(chang)安(an)裝(zhuang)在(zai)車(che)輛(liang)中(zhong)空(kong)間(jian)和(he)散(san)熱(re)均(jun)受(shou)限(xian)製(zhi)的(de)部(bu)分(fen)中(zhong)，這(zhe)會(hui)給(gei)用(yong)於(yu)散(san)熱(re)目(mu)的(de)的(de)散(san)熱(re)器(qi)帶(dai)來(lai)限(xian)製(zhi)。雖(sui)然(ran)采(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)DC-DC轉換器直接從電池產生5 V和3.3 V電源軌是司空見慣的
，但在如今的ADAS中，開關穩壓器也必須達到2 MHz或更高的開關頻率，而非以前的500 kHz以下開關頻率。這一變化背後的關鍵驅動力是需要更小尺寸的解決方案，同時也要保持在AM頻段之上，以避開任何潛在的幹擾。

 

另外
，好像設計人員的任務還不夠複雜一樣，他們還必須確保ADAS符(fu)合(he)車(che)內(nei)各(ge)種(zhong)抗(kang)噪(zao)標(biao)準(zhun)。在(zai)汽(qi)車(che)環(huan)境(jing)中(zhong)，開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)正(zheng)在(zai)取(qu)代(dai)那(na)些(xie)重(zhong)視(shi)低(di)發(fa)熱(re)和(he)高(gao)效(xiao)率(lv)的(de)區(qu)域(yu)中(zhong)的(de)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)。而(er)且(qie)，開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)通(tong)常(chang)是(shi)輸(shu)入(ru)電(dian)源(yuan)總(zong)線(xian)上(shang)的(de)第(di)一(yi)個(ge)有(you)源(yuan)部(bu)件(jian)
，因(yin)此(ci)對(dui)整(zheng)個(ge)轉(zhuan)換(huan)器(qi)電(dian)路(lu)的(de)EMI性能有著重要影響。

 

EMI發射有兩類：傳chuan導dao和he輻fu射she。傳chuan導dao發fa射she位wei於yu連lian接jie到dao產chan品pin的de電dian線xian和he走zou線xian上shang。由you於yu該gai噪zao聲sheng局ju限xian於yu設she計ji中zhong的de特te定ding端duan子zi或huo連lian接jie器qi
，因yin此ci在zai開kai發fa過guo程cheng中zhong借jie助zhu良liang好hao的de布bu局ju或huo濾lv波bo器qi設she計ji，通tong常chang可ke以yi相xiang對dui容rong易yi地di保bao證zheng符fu合he傳chuan導dao輻fu射she要yao求qiu。

 

不(bu)過(guo)，輻(fu)射(she)發(fa)射(she)完(wan)全(quan)是(shi)另(ling)一(yi)回(hui)事(shi)。電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)任(ren)何(he)承(cheng)載(zai)電(dian)流(liu)的(de)東(dong)西(xi)都(dou)會(hui)輻(fu)射(she)電(dian)磁(ci)場(chang)。電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)每(mei)一(yi)條(tiao)走(zou)線(xian)都(dou)是(shi)一(yi)根(gen)天(tian)線(xian)
，每(mei)個(ge)銅(tong)層(ceng)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)諧(xie)振(zhen)器(qi)。除(chu)了(le)純(chun)正(zheng)弦(xian)波(bo)或(huo)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)以(yi)外(wai)，任(ren)何(he)其(qi)他(ta)東(dong)西(xi)都(dou)會(hui)在(zai)整(zheng)個(ge)信(xin)號(hao)頻(pin)譜(pu)上(shang)產(chan)生(sheng)噪(zao)聲(sheng)。即(ji)使(shi)精(jing)心(xin)設(she)計(ji)，在(zai)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)測(ce)試(shi)之(zhi)前(qian)，電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)也(ye)並(bing)不(bu)真(zhen)正(zheng)知(zhi)道(dao)輻(fu)射(she)發(fa)射(she)會(hui)有(you)多(duo)糟(zao)糕(gao)——而輻射發射測試隻有在設計基本完成之後才能正式進行。

 

常常使用濾波器來衰減特定頻率或一定頻率範圍的信號強度，從而降低EMI。通過空間傳播（輻射）的這部分能量可通過添加金屬和磁屏蔽來衰減。位於PCB走線（傳導）的能量部分可通過添加鐵氧體磁珠和其他濾波器來抑製。EMI無法消除，但可以衰減到其他通信和數字器件能夠接受的水平。此外，多家監管機構通過實施相關標準來確保產品合規。

 

現代輸入濾波器采用表麵安裝技術擁有比通孔器件更好的性能。但是，這種改善跟不上開關穩壓器工作頻率增加的步伐。更高的效率、較短的開/關時間和更快的開關躍遷
，導致諧波含量更高。所有其他參數（如開關容量和轉換時間）保持不變時，開關頻率每增加一倍，EMI就會惡化6 dB。如果開關頻率增加10倍，寬帶EMI就會像輻射增加20 dB的一階高通濾波器一樣。

 

有經驗的PCB設計人員會將熱環路變小，並讓屏蔽接地層盡可能靠近有源層。盡管如此，器件引腳排列、封裝結構、sanreshejiyaoqiuyijizaiquouyuanjianzhongchucunchongzunengliangsuoxudefengzhuangchicun，douyaoqiumouyizuixiaochicunderehuanlu。gengfuzadeshi，zaidianxingpingmianyinshuadianlubanzhong
，zouxianzhijiangaoyu30 MHz的磁性或變壓器式耦合會削弱所有濾波器的作用，因為諧波頻率越高，不良磁耦合就越顯著。

 

 

鑒於上文所述的應用限製，ADI公司Power by Linear部門開發出LT8645S——一款支持高輸入電壓、單芯片
、低EMI輻射的同步降壓轉換器。其輸入電壓範圍為3.4 V至65 V，因而既適合汽車應用，也適合卡車應用，包括ADAS
，後者必須勝任冷啟動和啟停場景下的調節，最低輸入電壓低至3.4 V，電源切斷瞬變超過60 V。如圖1所示，該器件采用單通道設計，提供5 V、8 A輸出。開關頻率為2 MHz時，其同步整流拓撲可實現高達94%的效率
，而在空載待機條件下，突發工作模式(Burst Mode)保持靜態電流低於2.5 μA，因此非常適合始終開啟的係統使用。

 

圖1. 提供5 V、8 A
、2 MHz輸出的LT8645S原理圖

 

LT8645S的開關頻率可以在200 kHz到2.2 MHz範圍內進行編程，並且在整個頻率範圍內都支持同步。其獨特的Silent Switcher 2架構集成了內部輸入電容以及內部BST和INTVCC電容，以縮小解決方案尺寸。結合嚴格受控的開關邊沿和集成接地層的內部結構，並用銅柱代替鍵合線，LT8645S的設計大大降低了EMI輻射。此外，其Silent Switcher 2設計還能在任何印刷電路板（PCB，包括2層PCB）上提供魯棒的EMI性能。而且，與其他類似轉換器相比，它對PCB布局的敏感度要低得多。這是因為


，LT8645S的內部雙路輸入
、BST和INTVCC電(dian)容(rong)將(jiang)熱(re)環(huan)路(lu)麵(mian)積(ji)減(jian)至(zhi)最(zui)小(xiao)，使(shi)性(xing)能(neng)達(da)到(dao)新(xin)的(de)水(shui)平(ping)。它(ta)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)兩(liang)個(ge)外(wai)部(bu)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)，但(dan)不(bu)再(zai)嚴(yan)格(ge)要(yao)求(qiu)把(ba)這(zhe)些(xie)電(dian)容(rong)放(fang)在(zai)盡(jin)可(ke)能(neng)靠(kao)近(jin)輸(shu)入(ru)引(yin)腳(jiao)的(de)位(wei)置(zhi)。結(jie)合(he)內(nei)部(bu)電(dian)容(rong)（其使熱環路麵積最小），BT襯底的集成接地層使EMI性能顯著提高（見圖2）。多層BT襯底還使I/O引腳能夠使用與QFN封裝完全相同的圖案，同時支持實現大型接地焊盤。這種層壓式QFN (LQFN)封裝比標準QFN更柔韌且更靈活

，其焊點可靠性在板級溫度循環期間表現出好得多的性能

，使得客戶在以前隻能使用含鉛器件的情況下可以使用LQFN。

 

在整個負載範圍內，LT8645S可以輕鬆符合汽車CISPR25、Class 5峰值EMI限製。還可以使用擴頻頻率調製進一步降低EMI水平（圖2）。LT8645S內置高效率頂部和底部功率開關
，並將必要的升壓二極管、振蕩器以及控製和邏輯電路集成到單個芯片中。低紋波突發工作模式可在低輸出電流下保持高效率，同時使輸出紋波低於10 mV p-p。最後，LT8645S采用小尺寸散熱增強型4 mm×6 mm、32引腳LQFN封裝。

 

圖2. LT8640S輻射EMI性能圖

 

 

ADAS在汽車和卡車市場中的推廣不會很快結束。同樣清楚的是，找到合適的功率轉換器件以滿足所有必要的性能指標，從而不幹擾ADAS
，不是一項簡單的任務。幸運的是，此類汽車係統的設計人員現在可以獲得ADI公司Silent Switcher 2 DC-DCzhuanhuanqitigongdeqiangdaxingnenghenengli。zhexieqijianbujindadajianhualedianyuanshejirenyuandegongzuo，tongshihaitigongqisuoxuyaodequanbuxingneng

，erbuyaoqiufuzadebujuhuoshejijishu。