安森美半导体论汽车电源设计挑战及考量

故隐患，作出灵敏反应并自主采取行动，提供多重安全功能的同时降低成本。

　　图1：先进驾驶辅助系统（ADAS）

　　这就需要配以系统基础芯片（SBC）， 通过通信技术如以太网成功连接车辆中的各部分如摄像头、GPS、雷达和旋转编码器来实现。由于ADAS高集成度的复杂性，系统设计师需要为其选择高精度和可定制的电源和功率模块，为电源部分提供专用功能如看门狗功能、电源监控冗余功能以及电压监控功能，以保证符合 ISO26262标准的汽车安全完整性（ASLI） B等级，实现整车功能性安全和更安全的驾驶体验。

　　图2：以太网SBC技术实现ADAS的集成要求

　　驾驶信息系统采用开关电源方案减小瞬态电流

　　驾驶信息系统包括车辆内外的信息系统、通信系统以及娱乐系统，是汽车发展的主要部分。油耗、车速、导航、娱乐及ADAS等信息都可通过仪表盘和中控面板向驾驶员显示。Nvidia、Intel等厂商不断提升系统集成能力并开发智能解决方案，通过图形处理器集成和连接各种不同车辆的功能。由于系统内部需要进行大量的计算，所以驾驶信息系统属于高功率应用，可采用开关电源方案。单相/多相SMPS作为用于驾驶信息系统的关键技术，可根据实时使用状况进行动态电压调节，减少不必要的功耗。安森美半导体的NCV8901xx系列是集成降压SMPS的转换器，输出电流为1.2 A，工作频率为2 MHz，输入电压范围4.5 V 至36 V，可耐受40 V抛负载电压，芯片工作结温为-40℃至150℃，体积小，输出精度高，可在驾驶信息系统中使用。

　　汽车电源朝48 V 系统进发

　　因应不断提升的节能减排的需求/规范，轻型48 V系统销量近十年来一直在增长。48 V结构由12 V和48 V网络组成，两个网络之间通过双向输出的SMPS相连，结合传统的12 V或14 V网络，像大多数传统车辆一样采用铅酸电池。一个48 V锂离子电池配备一个独立的48 V网络。12 V网络处理传统的负载：照明、点火、娱乐、音频系统以及电子模块。48 V系统支持主动底盘系统、空调压缩机和再生制动。48 V结构的关键优点在于它结合了双压设置及众所周知的启停技术的优点，更有效地捕捉车辆制动能量，为不断增加的电气负载提供更高功率，同时提升可能高达15%的燃油能效；此外，它还减小传送到负载的电流、减少线束重量从而提升电源能效。

　　结语

　　汽车产业的发展趋势要求汽车电源的设计配合，工程师在设计中须根据具体情况并综合多方面因素灵活选用方案，如在启停系统中使用预升压控制器，在ADAS 中考虑混合开关电源，驾驶信息系统采用纯开关电源等等。为进一步提升燃油能效，48 V架构/系统也已在讨论中。总之，汽车电源设计须视提供更高能效为核心目标，同时符合政府相关法规，并满足消费者不断提高的期望。