低静态电流应对汽车电子系统要求

　　DC-DC

　　如今的汽车电子系统越来越复杂。同时,汽车环境对任何电子产品来说都是很大的挑战,因为汽车电子系统要求运行电压很宽,并且有很大的瞬态电压和温度变化。另外,性能要求也越来越高,需要多个供应电压以满足系统的不同要求。典型的导航系统可以有六个或者以上的不同供应电源,其中包括8V、5V、3.3V、2.5V、1.8V和1.5V。

　　同时,虽然组件数量增加了,但是空间却越来越小。因此,在空间和温度要求非常高的情况下,效率是非常关键的因素。在低输出电压,甚至是中等电流情况(几百毫安以上),不能指望采用线性稳压器来产生这些系统电压。其结果是,在过去的几年中,开关稳压器已经逐渐代替了线性稳压器,这主要是因为温度限制。开关电源的好处如效率提高和引脚占位更小等,这弥补了其复杂性和EMI方面的考虑。

　　考虑到这些限制,就开关稳压器来说,必须具备以下特点:

　　输入运行范围要宽

　　宽负载范围内效率要高

　　在正常运行、待机和关机时静态电流要低

　　热量电阻要低

　　噪声和EMI要最低。

　　下面对以上特点作具体说明:

　　输入运行范围要宽

　　任何的开关稳压器都需要被设置成能够在3V到60V的输入电压范围内工作,而且必须能够应用在14V或42V的汽车系统内。60V定额为14V的系统提供了很好的空间,因为这系统通常都在36V到40V范围。另外,60V定额使设备能够用在未来的42V系统中。这说明现在为14V系统做的设计无需许多重新设计便可升级成为42V系统。

　　效率

　　宽负载的高效率电源转换在大部分汽车系统中都至关重要。例如,在10mA到1.2A负载范围内的5V输出要求电源转换效率在85%左右。在高电流情况下,内置的开关需要有很好的饱和度,通常是1A下0.2。要提高低负载效率,驱动电流需要降低或调整至与负载电流成比例。另外,内置控制电路的电源可以通过一个偏置引脚提供,而该引脚则从输出获得电源。这样就利用上了降压转换器的电源转换效率。该偏置电流来自输出而不是输入,减少了控制电路所要求的输入供应电流,而比例是输出与输入电压之比。例如,在3.3V的100uA输出电流仅仅需要在12V的一个30uA平均输入电流。这使控制电路的输入电流最小化,同时还提高了轻负载效率。