汽车信息娱乐系统对电源供电的需求分析

图1：现代信息娱乐系统。

　　典型的信息娱乐系统可能有 8 个或更多不同的电源，如8.5V(在欧洲是 8.5V，在日本是 9.5V)、5V、3.3V、2.5V、1.5V和1.2V。8V用作DVD电机电源，用于旋转盘片，这通常需要高达2A的峰值电流。5V和3.3V电源轨一般用于系统总线，通常都需要提供2A至3A电流。2.5V电源轨用于存储器和I/O，1A至2A电流足够了。1.5V和1.2V电源轨分别用于为CPU和DSP内核供电。这两种电压轨的功率级通常在3W至5W 之间。

　　除了这些较高电流的应用，也需要较低功率级(低于1W)用于主TFT-LCD显示器(一般为7英寸至10英寸)以及摄像机CCD的偏置。还需要一个5W至10W的功率级用于TFT-LCD显示器的白光LED背光照明。

　　由于要满足所有这些功率需求，因此在大多数信息娱乐系统中可以发现多种开关稳压器。在比较有利的电气环境中，可使用便携产品所用的开关稳压器。不过，有些电源集成电路面对的是苛刻得多的电气环境，这带来了很大的设计挑战。例如，无论何时，只要电源轨直接产生于电池/充电系统，就要求宽输入电压范围来满足电压摆幅极大的要求。如果特定系统需要保持"始终接通"状态，那么最重要的是要具有最低静态电流。类似地，开关频率接近AM/RF/GPS电路频率的开关稳压器集成电路一定不要对这些频带产生干扰。用于TFT-LCD背光照明的LED 驱动器集成电路必须具有宽调光范围，以补偿最轻微的环境光线变化。最后，所有 DC/DC 转换器都要尽可能小，以适合紧凑的布局，还要尽可能高的效率，以消除对散热器的需求。

用电池供电

　　不管信息娱乐系统中有什么样的应用或子系统，电源最初都是来自汽车电池和充电系统。然而，汽车电池或充电系统刚好是电气环境最苛刻的地方。就电源集成电路以及由这些集成电路供电的子系统而言，主要关注两种情况：负载突降和冷车发动。

1．负载突降(60V瞬态保护)：

　　"负载突降"是交流发电机正在给电池充电而电池电缆断接时出现的情况。图 2 显示了由负载突降引起的典型电压瞬态。在交流发电机试图全力充电时突然断接可能产生高达80V的瞬态电压尖峰。交流发电机上的瞬态电压抑制器通常将总线电压箝位在36V到60V之间。不过，交流发电机的下游器件主端DC/DC转换器可能仍然要承受 60V 的瞬态电压尖峰。由于这些转换器和由转换器供电的子系统在这种瞬态事件发生期间和发生以后要正常工作，因此DC/DC转换器能够处理这些高压(60V 至 100VMAX)瞬态是至关重要的。可以在外部实现各种保护电路(通常是瞬态电压抑制器)，但是外部电路提高了成本，而且需要占用宝贵的空间。凌特公司的几款高压开关稳压器，如LT3433、LT3434/5、LT1976/7和LT3437/8，能够承受高达80V的瞬态电压，同时保持输出稳压，不对系统性能或可靠性造成影响。一般情况下，这些稳压器是降压型或降压-升压型的，可经受由充电/电池系统中断引起的汽车电池和交流发电机的电压改变。