安森美半导体为您分析汽车电源转型

图三：以太网SBC技术实现ADAS的集成要求

随着燃油经济性标准和规范的二氧化碳排放协议的推行，启停系统的市场需求日益增加。所谓启停系统，即在汽车行驶过程中临时停车的时候自动熄火，需要继续前进时系统自动重启内燃机，从而减少发动机空闲的时间，以减少燃油消耗和二氧化碳排放。

内燃机无法自行启动，需要外力引发燃烧循环。这是启动电机的用途所在，当插入点火开关钥匙并将开关扭至"开"，启动电机启动。然而，启动电机转动曲柄发动引擎需要的电流量非常大，导致在启动阶段汽车电池电压显著下降。为避免启动阶段的压降，混合线性/SMPS方案被进一步改进，于降压稳压器和电池供电的LDO之间添加启停预升压器(如图一右上角所示)，它基于点火开关打开和关闭，以满足启停系统的低压启动。预升压器通常采用大功率集中式多相升压和分布式小功率单相升压等方法，用以避免电压骤降导致的异常，并符合12V系统的ISO 16750标准。

开关电源方案典型用于驾驶信息系统

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系统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NCV8901系列是集成降压SMPS的转换器，输出电流为1.2A，工作频率为2MHz，输入电压范围4.5V至36V，可耐受40V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48V系统进发

因应不断提升的节能减排的需求/规范，轻型48V系统销量近十年来一直在增长。48V结构由12V和48V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12V或14V网络，像大多数传统车辆一样采用铅酸电池。一个48V锂离子电池配备一个独立的48V网络。12V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。48V系统支持主动底盘系统、空调压缩机和再生制动。48V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

汽车行业相关的电源管理模块的复杂性不断增长，线性稳压器已不能满足高能效的需求，演变出将线性稳压器和开关电源并联的混合开关电源，典型用于ADAS系统和启停系统，以及开关电源典型用于驾驶信息系统，乃至仍受讨论但可进一步提升燃油能效的48 V 架构/系统，实现无论在小功率还是大功率应用中都尽可能地提升能效、降低能耗，符合政府的环境法规和安全标准，满足汽车消费者对燃油经济性的要求。