時至今日，汽車中使用的電子元件數(shù)量越來越多，而這一趨勢還會繼續(xù)下去，這就給為系統(tǒng)供電的電源轉(zhuǎn)換帶來了更多的設(shè)計挑戰(zhàn)。這些復(fù)雜的系統(tǒng)需要在可靠和緊湊的布局中實現(xiàn)多個電壓軌;不同器件又有不同的需求，所有器件都需要占板面積更小、能效盡可能高。作為應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商，安森美半導(dǎo)體提供各種針對汽車信息娛樂系統(tǒng)應(yīng)用的電源方案，可以幫助系統(tǒng)設(shè)計師應(yīng)對挑戰(zhàn)。
汽車信息娛樂系統(tǒng)電源需求分析
汽車上所應(yīng)用的電子系統(tǒng)越來越復(fù)雜，且在逐年增加。汽車信息娛樂系統(tǒng)是其中之一。這類系統(tǒng)過去往往只用于“高檔”豪華型汽車，但是現(xiàn)在卻正出現(xiàn)在更多“主流”汽車中，這加快了為其供電的電源集成電路市場增長。信息娛樂系統(tǒng)至少包括導(dǎo)航系統(tǒng)、AM/FM收音機(jī)和CD播放器，目前越來越多的系統(tǒng)增加了具有多個輸出的DVD播放器、衛(wèi)星無線電設(shè)備。這些系統(tǒng)的復(fù)雜性越來越高，對電源的要求也在提高。
例如，汽車信息娛樂系統(tǒng)電源既要求低電流——為微控制器(MCU)及傳感器供電(5 V、3.3 V，電流10～100 mA)，也需要大電流——為高性能處理器(DSP)及USB供電(5 V、3.3 V、1.2 V，電流0～3 A);而LED背光需要電壓12 V、電流低于1 A供電，其它設(shè)備(天線、風(fēng)扇、電機(jī)、VFD顯示屏驅(qū)動等)還有其它電壓要求。因此，除了多種輸出電壓，還有更多要求，對于常開電源還需要低待機(jī)功耗;需要提供更高功率、更大電流;低功耗、高效率、高集成度;對電源電磁兼容性(EMS)的要求也比較高。
安森美半導(dǎo)體信息娛樂系統(tǒng)電源方案
安森美半導(dǎo)體提供各種應(yīng)用于信息娛樂系統(tǒng)電源的產(chǎn)品，概括起來主要有以下幾類。一類是線性穩(wěn)壓器(LDO)，用于電池及后級穩(wěn)壓，具有標(biāo)準(zhǔn)/低靜態(tài)電流、高電源抑制比(PSRR)/超低靜態(tài)電流，以及跟蹤器和電流檢測功能;第二類是豐富的開關(guān)電源(SMPS)產(chǎn)品，用于降壓及升壓控制器/穩(wěn)壓器，采用同步/非同步拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供高頻、低靜態(tài)電流和電池及后級穩(wěn)壓;第三類是電源管理單元(PMU)，以更高集成度優(yōu)化了尺寸/性能。這些產(chǎn)品都符合下一代尺寸及能效要求。
安森美半導(dǎo)體信息娛樂系統(tǒng)電源用LDO中的NCV42xx和NCV85xx是標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)電流Iq>60 μA的器件，前者與英飛凌TLE42xx管腳兼容，后者功能豐富，與主流廠商英飛凌/意法半導(dǎo)體/美國國家半導(dǎo)體的相應(yīng)產(chǎn)品管腳兼容;NCV86xx與標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)電流LDO管腳兼容，靜態(tài)電流極低，可達(dá)33 μA< Iq < 50 μA;NCV87xx具有超低靜態(tài)電流Iq < 33 μA，與極低靜態(tài)電流LDO管腳兼容。
在信息娛樂系統(tǒng)電源用開關(guān)電源方面，安森美半導(dǎo)體提供降壓SMPS，如集成開關(guān)的轉(zhuǎn)換器NCV8901/02系列、高性能控制器NCV8851等，以及低成本的NCV3020、LV5749NV等;升壓SMPS控制器有高性能的NCV8871等和適合低成本應(yīng)用的NCV3063等。
在電源管理單元方面，安森美半導(dǎo)體的NCV8855集成了同步降壓控制器、2.5A集成開關(guān)、2路LDO控制器、2 A高邊開關(guān)等特性;NCV8612是集成了3路LDO輸出的器件，可自動切換(ASO)，超低靜態(tài)電流(Iq) < 50 μA有助于降低功耗;NCV8881是1.5 A集成開關(guān)的降壓轉(zhuǎn)換器(8.5 V/40 mA、5.0 V/100 mA)，具有ROSC及SYNC和看門狗功能，頻率高達(dá)600 kHz。
安森美半導(dǎo)體信息娛樂系統(tǒng)電源設(shè)計方案比較
汽車信息娛樂系統(tǒng)的電源規(guī)格如下所示。要符合這些規(guī)格，可以選擇不同的設(shè)計方案，如采用PMU方案、開關(guān)電源方案或可實現(xiàn)升降壓功能的SEPIC方案等。
表1：汽車信息娛樂系統(tǒng)電源規(guī)格
