選擇汽車電源集成電路時，常常忽視的不是數(shù)據(jù)表上的規(guī)格，而是元器件在最終設計中的工作方式。這是因為數(shù)據(jù)表中涵蓋了集成電路的性能，但并沒有說明元件如何在閉環(huán)系統(tǒng)中工作，以及如何與系統(tǒng)中的其他元件相互作用。在為汽車設計選擇前端電源時，這一點顯得尤為重要。與電池直接連接的電源需要效率高、尺寸小而且非常安靜。為什么要這樣呢？

TI的新型LM53635-Q1穩(wěn)壓器不僅僅是一個轉(zhuǎn)換器，它還是采用對惡劣環(huán)境敏感的先進處理器和傳感器將變速箱、引擎和制動等汽車電動機械系統(tǒng)嘈雜、惡劣環(huán)境與高度復雜的電子控制單元（ECU）連接起來的電源調(diào)節(jié)電路。前端電源還需要管理雙電池和負載突降等故障和用戶情況。本文將說明在設計汽車電源時需考慮哪些問題，以及為了更好地管理挑戰(zhàn)需要為設計添加哪些功能。本文還將介紹TI的新產(chǎn)品36V、2.1MHz同步降壓穩(wěn)壓器。

一輛現(xiàn)代汽車上有許多節(jié)約燃油的功能；其中一項功能就是啟停操作。當汽車排隊等候或者等紅綠燈時，汽車停下會激活啟停功能，關(guān)閉發(fā)動機以節(jié)約燃油。另一種稱為冷啟動的情況會對系統(tǒng)造成相似的電子負載。發(fā)動機的啟動會對系統(tǒng)產(chǎn)生很大的負載，引起電池電壓的下降。

在啟?；蚶鋯拥那闆r下，電壓會突然大幅下降，使降壓轉(zhuǎn)換器失去作用。在一些情況下，或許要在電路中使用升壓轉(zhuǎn)換器來支持系統(tǒng)。如果設計的電源支持電壓突然降低，就可以節(jié)省升壓的支出，以及與增加的元件相關(guān)的成本、空間和功耗。

接近100%的占空比、非工作時間非常短和低導通電阻高端場效應晶體管(FET)電阻的組合使得LM53635-Q1（見圖1）能夠在滿負載和全工作溫度范圍條件下支持電壓降至0.6V以下，同時為下游電源保持穩(wěn)壓功能，而不增加設計的復雜程度。

圖1：LM53635-Q1電壓降

由于汽車中使用的線束日益復雜、系統(tǒng)中的ECU節(jié)點數(shù)量不斷增加等原因，提供低電磁干擾（EMI）的電源變得更加重要。每一個線束和ECU都會產(chǎn)生在汽車周圍傳播的噪聲，影響其他應用?？紤]到安全應用數(shù)量不斷增加，低電磁干擾功能也備受期待。TI在設計LM53635-Q1時采用了幾項技術(shù)來降低電磁干擾。

一項技術(shù)是根據(jù)LM53635-Q1調(diào)節(jié)和過濾使用的被動元件的最佳位置進行設計封裝布局。如圖2所示，使用的引腳使得高頻輸入電容（在開關(guān)節(jié)點兩側(cè)接地）呈對稱分布，GND與開關(guān)之間產(chǎn)生的電感降低，從而去除噪聲。

圖2：高頻CIN電容位置

另外，以特定的方式進行封裝，能夠去除封裝內(nèi)部的寄生回路電感和電容，降低開關(guān)節(jié)點振鈴噪聲，開關(guān)節(jié)點振鈴是產(chǎn)生噪聲的主要原因（見圖3）。如果能在源頭上降低噪聲，則無需解決增加元件引起的問題。

圖3：LM53635-Q1的開關(guān)節(jié)點

降低系統(tǒng)噪聲的另一項技術(shù)是展頻，展頻能夠調(diào)節(jié)中心開關(guān)頻率（此案例中為2.1MHz），抑制諧波和子諧波。展頻，正如其名稱所示，對降低整體噪峰非常有效，但不會影響噪底。但是，因為展頻能夠處理高頻諧波，有助于滿足通常非常嚴格的原始設備制造商（OEM）的電磁干擾標準，使印刷電路板設計更簡單，降低濾波元件的尺寸和成本。

圖4為30MHz至108MHz頻帶的LM53635-Q1，左圖為展頻關(guān)閉，右圖為展頻開啟。

為滿足CISPR25第5類限制（最嚴格的規(guī)范）而消除300MHz至108MHz電磁干擾

圖4：使用展頻抑制高頻諧波

需要克服的主要挑戰(zhàn)之一是因空間限制和周圍環(huán)境造成的發(fā)熱問題。今天許多汽車設計常常集成到用于機械功能的已有的外形和尺寸當中，或僅僅集成到汽車設計的空閑空間中。后視鏡就是一個很好的例子。在過去，后視鏡是手動操作的簡單設備，但現(xiàn)在卻集成了越來越多的電子器件，實現(xiàn)照相機等新功能?？紤]到太陽照射熱和后視鏡的外殼材料（通常是塑料），印刷電路板上電子器件的溫度能達到105℃。電源要小到能夠管理集成的電子器件，同時還需要具備很高的效率，不會引起自身發(fā)熱。TI設計的LM53635-Q1效率高，能夠降低損耗，并以2.1MHz頻率工作，讓電源所需其他元件的尺寸盡可能小，從而管理熱量和尺寸問題。參見圖5。

圖5：LM53635-Q1以2.1MHz工作時的效率