今天的汽車配備了先進的駕駛員輔助系統 (ADAS),例如車道偏離警告、自適應制動、防側翻、基于全球定位系統 (GPS) 的慣性導航系統以及倒車攝像頭,僅舉幾個可用功能. 由于監管要求以及營銷“功能蔓延”和用戶偏好,這些正在成為越來越多汽車的標準配置。
無論推動力如何,ADAS 功能都得到了很多關注,它們應該: 它們代表了在苛刻的環境條件下,在有限的空間中封裝了大量的電子電路(和軟件)。當然,許多這些 ADAS 功能的核心傳感器,例如加速度計、雷達前端和視頻成像器,也受到了很多應有的關注。
但是 ADAS 功能的一個方面沒有魅力和相關的可見性,即這些功能的動力,這本身就具有很大的挑戰性。汽車是嚴酷的環境,在極熱和極冷的情況下,基于電池的直流 (DC) 電源軌可能會飆升至 40V 或更高(即負載突降),而冷啟動可能會將同一電源軌降至 4V。同樣,還有空間限制、振動問題等。ADAS 功率集成電路 (IC) 不僅必須能夠承受這些惡劣環境,而且還必須能夠在大多數極端情況下正常工作。
增加挑戰的是對低靜態電流的要求,目標是每個 ADAS 模塊低于 100μA。當直流電源軌是額定電流約為 100A-hrs 的電池時,堅持如此低的靜態電流似乎很奇怪。但是,該要求與汽車運行時關系不大。相反,它與所有這些 ADAS 功能仍然連接的事實有關,盡管處于靜止狀態,即使汽車明顯“關閉”——但這是軟開/關,并且大多數 ADAS 電路仍在繪制一些力量。如果車主將車輛閑置一兩周,然后回來發現他們的電池被所有這些當前的吸血鬼耗盡,他們將不會高興。總的來說,對這些 ADAS 功率 IC 的眾多要求加起來構成了一項艱巨的任務:毫無疑問!
盡管 ADAS 功能受到了所有關注,但 IC 供應商知道有一個或多個與電源相關的 IC 使每個功能成為可能;畢竟,如果沒有合適的直流電源軌,ADAS 功能將不復存在。設計和銷售與 ADAS 相關的電源 IC 可能是一項非常好的業務,具有高產量和相當長的產品壽命。這就是為什么我們看到來自許多領先的模擬和電源 IC 供應商的針對 ADAS 優化的電源相關 IC,例如降壓轉換器、升壓轉換器和電源管理 IC (PMIC)。
我最近看到的有很多:
Texas Instruments 的LM73605/LM73606系列同步降壓直流/直流轉換器,提供高達 5A (LM73605) 或 6A (LM73606) 的電流,電源電壓范圍為 3.5 至 36V,關斷模式靜態電流為 0.8 μA(圖 1)。
圖 1:Texas Instruments 的 LM73605/LM73606 系列同步降壓直流/直流轉換器在 3.5 至 36V 的電源電壓范圍內提供高達 5A (LM73605) 或 6A (LM73606) 的電流,停機時的靜態電流為 0.8μA模式。(來源:德州儀器)
Analog Devices 的ADuM5020 500mW DC/DC 轉換器具有高達 3,000V 的電流隔離,這在某些特殊情況下絕對必不可少(圖 2)。(雖然它的靜態電流較高,為 5 至 20mA,但它通常用于預算允許額外靜態電流的柵極驅動功能。)
圖 2:Analog Devices 的 ADuM5020 DC/DC 轉換器具有高達 3,000V 的電流隔離。(來源:Analog Devices)
Maxim 的MAX20075超小型降壓轉換器 (3 X 3mm) 具有極低的靜態電流(即 3.5μA)和高峰值效率。
也許現在你在想,“這一切都非常有趣,但我根本沒有參與 ADAS 或汽車設計的任何其他方面。那么,我為什么要關心呢?” 好問題,而且有明確的答案。即使您不是為這些應用進行設計,也有許多其他應用可以利用這些與電源相關的 IC,因為它們具有獨特的屬性。例如,由能量收集或有限電池供電的物聯網 (IoT) 設備(盡管看起來它們都是)當然可以從低靜態電流中受益,許多工業應用也在惡劣的電氣、熱或振動條件下運行可以受益的環境。
優秀的工程師——這是他們中的大多數——會做他們一直做的事情:他們會環顧四周,看看有哪些合適的部分(主要來自其他應用程序)他們可以根據自己的情況利用,即使他們的應用程序與另一個應用程序可能代表不同的市場,或者一個人可能缺乏自己的應用程序優化設備。記住要利用這些為其他利基市場設計的其他電子(以及機械、光學甚至軟件)產品,這些產品也可能滿足您的許多設計需求。
審核編輯黃昊宇
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