作者/Warren Tsai，Jangho Jeon，Chintan Parikh，George
Chen(Maxim轿车事业部)
摘要：得益于高档驾驭辅佐体系(ADAS)，轿车驾驭正在变得越来越安全。这些体系中的摄像机与传感器、老练算法和微处理器相结合，可以在发现道路上的障碍物时提示驾驭员、必要时协助制动、指示盲区等。为保证正确作业，ADAS使用要求供电电源契合特定精度以及负载瞬态呼应的要求。本文讨论保证轿车电池电压正确调理所需的条件，以便为恶劣环境下的ADAS摄像机、传感器和处理器有用供电。
要害词：ADAS;电源;PMIC;EMI
1 保证安全驾驭
ADAS等使用正在推进车载处理才能不断提高，以运转先进的算法来引导驾驭员愈加安全地行进。当然，跟着处理才能越来越强壮，为了契合体系功用方针，就需求对电源进行更好的办理。但是，鉴于轿车喧闹的作业环境、多个电子子体系，功率束缚条件下的归纳平衡电源需求就面对严峻的应战。
在ADAS模块、信息文娱无线音响单元和智能仪表板等快速增长范畴，许多轿车工程师经过多个电源轨为各个部件供电，一般具有特定的电压调理精度要求(图1)。为满意这些严厉的体系要求，可以供给高精度、高灵活性和小尺度的轿车电源办理计划就至关重要。热束缚、电磁搅扰(EMI)和散热也是需求处理的要害因素。
2 满意轿车子体系的电气和电源需求
办理轿车子体系的电气和电源事项需求奇妙的归纳平衡。处理器、存储器、屏幕及其他部件都需求不同电流水平的安稳电压。所以稳压器就有必要足以供给这些要害电路所需的电源，一起不产生太多的热量。假如需求多个电源轨，就会有更多电压和电流尖峰需求办理，作业就会变得十分复杂。轿车中特定的电压轨都要求特定的电压精度。例如，为了保证功用，片上体系(SoC)中心一般具有特定的电压容限。假如电压超出方针规模，就无法保证处理器功用。鉴于ADAS使用的安全特性，这显然是不行接受的。
接下来，轿车的电气和热环境也对此存在影响。轿车中直流电源轨的噪声较大。当轿车在不同的温度环境下启动时，例如冷启动、热启动或抛负载等状况，会存在较大、忽然的压降。此类负载瞬态基本上产生在处理器忽然面对需求添加以及耗费更大电流时。例如，处理器处于待机形式时的功耗只要峰值功耗的大约三分之一。当忽然要求处理器履行动作时，耗费的电流或许到达满荷状况。在这种状况下，开关形式电源的输出电压或许产生瞬间下跌，然后产生颤动，最终安稳在其方针电压。处理此类负载瞬态呼应的要害是选用规划杰出的电源转换器来办理输出电压摇摆，避免摇摆超出方针规模并从而影响处理器功用。
EMI是工程师需求考虑的另一项应战。轿车具有很多来自内部和外部的射频(RF)噪声，由此导致的EMI或许会束缚各种轿车子体系的功用。现在的轿车机身内部包含从轿车联网体系到安全体系等很多电子子体系，这些子体系悉数拥挤在十分狭小的空间内。在外部，从移动电话到发射塔等一切设备都会发射噪声，这些噪声或许会影响轿车功用(图2)。轿车OEM有必要保证电子体系不发射过大EMI，而且可以接受来自于其他子体系的噪声(世界无线电搅扰特别委员会的CISPR
25规范对轿车内传导和辐射发射做出了规则)。
因为处理体系电源需求的选项有限，许多现有体系针对各个电压轨别离选用分立式电源计划。例如，有些一流公司针对各个直流电源轨选用一组线性和开关DC-DC调理器。但这种办法要求具有专业的常识，细心挑选正确的元件，以满意各个电源轨的要求。假如组合不妥，因为混频原因，或许会产生EMI和搅扰问题。有些人挑选在其规划中集成具有更大电容的元件，以按捺负载瞬态引起的电压纹波，但具有较大电容的轿车级元件十分贵重。至于EMI，用金属外壳维护ADAS子体系免受辐射影响或许有用，但要归纳权衡由此添加的本钱和分量。另一方面，事实证明扩频调制能有用按捺EMI。
3 契合EMI规范的轿车级PMIC
在满意ADAS功用和电源要求的一起又要契合EMI规范，这就要求专业的轿车级电源办理集成电路(PMIC)。这些器材的高集成性可有用下降总体计划尺度。扩频振荡器的参加可减轻EMI的影响。在整个温度和作业电压规模内具有高输出精度，保证器材契合严厉的SoC中心电压要求。
契合轿车安全完整性等级(ASIL)要求可保证功用安全性。
Maxim丰厚多样的轿车级PMIC可合作恣意微处理器或微控制器作业，在满意电源要求的一起也弥补了高效和小尺度的需求(如图3)[1]。
低压PMIC宗族(其间许多器材供给引脚兼容的ASIL-C版别)的最新成员包含如下产品。
①MAX20014。高效、三路输出DC-DC转换器，具有同步3.8 V至8.5 VOUT、750 mA boost转换器、两路同步1 A至3 A
buck转换器、2.2 MHz开关频率和扩频振荡器，选用24引脚、4 mm x 4 mm TQFN-EP封装。该器材用于合作MAX20003 36 V、3
A高压buck转换器作业。
②MAX20075/76。36 V、600 mA/1.2 A微型buck转换器，静态电流仅为3.5 μA，具有集成高边和低边开关，选用3 mm x 3
mm、12引脚TDFN封装。
关于ADAS使用中的摄像机，Maxim也供给如下新式摄像机维护PMIC。
①MAX20087。ASIL-B/D级四/双路摄像机电源维护器IC，具有高边限流，以维护各个摄像机模块。
②MAX20019。双路同步buck转换器，2 mm x 3 mm封装，为业界最小的3.2 MHz双通道降压型电源。
4 定论
摄像机、传感器、微处理器以及其他用于ADAS使用的底层元件鄙人一代轿车中将越来越遍及，对准确办理供电电源的要求也会越来越严厉。轿车级PMIC归纳平衡电源需求和功率束缚，一起满意小尺度计划要求，对保证安全功用的正常作业发挥着重要作用。
参考文献
[1]Maxim适用于ADAS使用的电源办理技能[R/OL].www.maximintegrated.com/adas
作者简介：
四位作者均来自Maxim轿车事业部。
Warren Tsai，总监。
Jangho Jeon，资深业务经理。
Chintan Parikh，履行业务经理。
George Chen，业务经理。
本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第3期第24页，欢迎您写论文时引证，并注明出处
