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。
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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。
　　
熱(re)阻(zu)小(xiao)。在(zai)理(li)想(xiang)狀(zhuang)態(tai)下(xia)，半(ban)導(dao)體(ti)結(jie)到(dao)外(wai)殼(ke)的(de)熱(re)阻(zu)應(ying)該(gai)很(hen)小(xiao)。如(ru)果(guo)器(qi)件(jian)背(bei)麵(mian)的(de)銅(tong)是(shi)裸(luo)露(lu)的(de)，而(er)且(qie)是(shi)焊(han)接(jie)在(zai)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)表(biao)麵(mian)
，那(na)麼(me)，就(jiu)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)這(zhe)個(ge)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)把(ba)這(zhe)個(ge)器(qi)件(jian)上(shang)的(de)熱(re)量(liang)散(san)發(fa)出(chu)去(qu)。如(ru)今(jin)經(jing)常(chang)使(shi)用(yong)的(de)四(si)層(ceng)電(dian)路(lu)板(ban)，中(zhong)間(jian)有(you)一(yi)層(ceng)是(shi)功(gong)率(lv)層(ceng)
，它(ta)的(de)熱(re)阻(zu)在(zai)40℃/W的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)。對(dui)於(yu)在(zai)周(zhou)圍(wei)溫(wen)度(du)較(jiao)高(gao)的(de)環(huan)境(jing)中(zhong)使(shi)用(yong)的(de)產(chan)品(pin)，它(ta)們(men)熱(re)量(liang)傳(chuan)給(gei)金(jin)屬(shu)外(wai)殼(ke)的(de)導(dao)熱(re)性(xing)能(neng)很(hen)好(hao)，熱(re)阻(zu)接(jie)近(jin)半(ban)導(dao)體(ti)結(jie)至(zhi)外(wai)殼(ke)的(de)熱(re)阻(zu)，通(tong)常(chang)是(shi)10℃/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。