車載用電子設備有増加傾向,使用的MCU與存儲器的電子元器件也日益多樣化。這也意味著電源規格的多樣化,主電源除了5V和3.3V外,也需要1.8V、1.5V、1.2V等。很多情況下,比起從車載電池的12V直接降壓到這些低電壓,從5V或3.3V降壓更有利,逐漸將這類第二段電源稱為“二次電源”。
近年來的車載用電子設備搭載了各種各樣的電子元器件。CPU和MCU與一般的電子設備相同,具有隨著低電壓化而來的消耗電流増加趨勢。此外,因搭載用于圖像處理等的DDR存儲器,需要多個低電壓電源。
以往,這樣的本地電源,從簡單緊湊角度考慮多使用LDO線性穩壓器。然而,因消耗電流呈増加趨勢,使LDO發熱増加,需要散熱器等對策,還會產生有些條件不允許使用等問題。
例如,通過LDO從3.3V輸出1.8V/2A的電源,輸入輸出壓差為1.5V,至少有1.5V×2A=3W的損耗。即使充分考慮到散熱,采用散熱效果高的表面貼裝封裝,安裝也采用4層PCB板等,熱阻充其量為30℃/W。該例中,即使發熱為90℃,Tj max為150℃,可容許的環境溫度僅為60℃,考慮到車載設備要求的工作溫度范圍,這種情況通常被判斷為NG。
雖然可通過增加散熱器的方法來應對,但涉及到安裝面積、高度以及成本等,并非易事。因而,效率高發熱少的開關穩壓器作為代替方案浮出水面,但也存在幾個問題。
開關穩壓器與LDO相比,元器件數增加,甚至包括電感等磁性元器件。可想而知,隨之而來的是安裝面積增加,設計與評估周期延長。由于這些問題的存在,并不能否定通過LDO來嘗試解決方案,然而毫無疑問,兼顧到可靠性的話,還是希望盡可能地把發熱抑制較低的水平;在高于任何要求的節電要求方面,LDO的效率也處于不利地位。
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