【博鱼体育平台】详解汽车电源设计挑战及考量

电动化、智能化、网络化正沦为汽车发展新趋势，为提高燃油经济性的启停系统、为减少主动安全性的先进设备驾驶员辅助系统(ADAS)、以及作为新一代智能交通基础的驾驶员信息系统等多个电子系统更加多地被汽车设计人员所使用，多系统的构建在提高汽车驾乘体验的同时，也为汽车电源设计带给了挑战。汽车电源需获取更高能效和更加低能耗，以因应汽车产业的发展并合乎各种环境法规及安全性标准。　　线性方案对比电源方案(SMPS)及设计考量　　在电源切换过程中不可避免地会痉挛，稳压器风扇不会损失一部分功率，这样输出功率就不有可能相等输出功率。

传统的线性稳压器在此过程中不会力学系统大部分能量，已无法符合当前高功率市场需求类的应用于。我们假设使用线性稳压器时必须2.5W的额定功率，以及5V输入电压和0.5A输入电流，那么须要获取6W的输出功率，能效(即输出功率除以输出功率的比值)仅有为41%，损失高达59%！而某种程度情况下，开关电源仅有须要2.8W的输出功率，能效高达90%。

　　因此，设计工程师可使用开关电源提升系统能效，但是电源方案也有弊端，由于其简单的对系统电路，外部元件较线性方案多且必须更好的PCB面积，再行再加电源的性质造成其减震性能劣，在设计过程中需从对系统电路设计、外部元件数、PCB面积、瞬态电流及电磁干扰等方面考虑到，以减低其弊端。　　1.对系统电路设计　　为给定输出阻抗的后稳压器自由选择适合的负输入电阻以防止波动，超过稳压输入的目的；　　有效地用于建模工具以理解频域中的频率补偿；频率补偿可通过自由选择单极号召掌控方案来构建。　　2.外部元件数　　构建的电源开关可增大布线尺寸，功耗比板外电源开关更加较低，且更加更容易设计。

　　3.线路板面积　　增大电感和电容的尺寸，占到板面积以求增大，且电源频率减少，使能效以求提高，同时弱化PCB电磁辐射和电磁干扰。但需注意尽可能使导通和开关损耗最小化，减少噪声。　　4.瞬态电流　　将线性稳压器和开关电源并联，可增大瞬态电流，称作混合开关电源；且可根据线路阻抗情况，以恒定的进和关条件展开脉冲频率调制。

　　5.电磁干扰　　增加电路面积，优化PCB布局，从而弱化电路间的阻碍；　　防止由稳压器和系统环境产生的脆弱频段；　　使用扩频调制技术、要求光谱含量和去耦方案减少废气峰值。　　在汽车应用于中，还须要考虑到电源管理模块大大快速增长的复杂性，拒绝处置更高电流情况的能力、较低转储、双电池移往乃至必须大于工作电流等等，为系统自由选择适合的高能效电源方案。　　符合高压启动的混合线性/开关电源方案　　在各国争相实行日益苛刻的燃油经济性标准和规范的二氧化碳废气协议的背景下，启停系统的市场需求日益减少。所谓启停系统，即在汽车行经过程中临时行驶的时候自动过热，必须继续前进时系统自动重新启动内燃机，从而增加发动机空闲的时间，以增加燃油消耗和二氧化碳废气。

　　内燃机无法自行启动，必须外力引起自燃循环。这是启动电机的用途所在，当放入点燃电源钥匙并将电源扭至“进”，启动电机启动。然而，启动电机旋转曲柄发动引擎必须的电流量十分大，造成在启动阶段汽车电池电压明显上升。为防止启动阶段的压降，可在升压稳压器和电池供电的LDO之间加到启停实降压器，它基于点燃电源关上和重开，以符合启停系统的高压启动。

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