对于消费者来说@@，汽车无疑是相当@@@@“大@@”的@@一个消费品@@，因此@@在@@购买之前需要仔细权衡各种因素@@。而@@在@@诸多因素中@@，除了@@动力@@、外形等@@这些@@硬指标@@，如今安全与舒适性在@@人们购买决策时的@@权重也越来越高@@。
这是因为@@今天的@@汽车已经不再是一个简单的@@运载工具@@，而@@是演变成人们日常生活中居家和@@办公之外的@@@@“第三空间@@@@”，因此@@大@@家对于车轮上@@、座舱中的@@这段时间如何度过@@，也会有更多的@@期许@@。而@@为@@了满足消费者无止境的@@需求@@，开发者们也在@@不断推出新型的@@车载@@@@产品@@，以提供不一样的@@用户体验@@。比如下面这些@@新概念的@@产品和@@应用@@：
ADAS和@@自动驾驶@@
让@@汽车安全地自主驾驶@@，将人类从枯燥@@、累人的@@驾驶操作中彻底解放出来@@，可以说是人们对于汽车进化的@@@@“终极想象@@”。不论是今天的@@@@ADAS还是明天真正的@@自动驾驶@@，都是一种兼具安全性和@@舒适性的@@新功能@@@@。
车载@@LED照明@@
车外照明@@@@（也就是车灯@@）能够增强驾驶员的@@视觉能力@@，也是一种车与车之间通用的@@沟通@@“语言@@”，在@@安全性上的@@重要性不言而@@喻@@；而@@车内照明@@则有利于营造一种舒适的@@驾乘氛围@@，为@@用户提供更舒适的@@体验@@。不论是车外还是车内照明@@@@，从传统光源向@@@@LED迁移已经是大@@势所趋@@，由此带来的@@车载@@@@照明@@产品在@@使用寿命@@、可靠性@@和@@灵活性上的@@提升@@，已经得到@@了市场的@@验证@@。
智能座舱@@
这其中涵盖多种组件@@，比如中控@@、电子@@仪表盘@@、车机@@，以及@@比较新潮的@@@@HUD、手势@@/语音识别@@、疲劳驾驶检测等@@功能@@@@。不过@@它们设计的@@@@一个核心要义都是要成为@@@@一个高效和@@安全的@@人机交互界面@@(HMI),确保驾驶员能够快捷@@、直观@@、准确地获得信息@@，并做出及时@@、正确的@@决策@@。这自然也是提升驾驶安全和@@舒适性的@@关键一环@@。
类似的@@车载@@@@产品和@@方案还有很多@@，市场上也在@@不断涌现让@@人眼前一亮的@@新物种@@。不过@@所有这些@@产品和@@方案都有一个共同的@@特点@@——它们都是日益智能化的@@汽车电子@@产品@@。这也代表着一个大@@趋势@@：汽车的@@电子@@化程度在@@不断提升@@。据德勤@@（Deloitte）的@@研究报告@@，到@@2030年电子@@产品将占到@@整车成本的@@@@45％。
汽车电源@@管理@@设计的@@@@挑战@@
车载@@电子@@系统的@@增加@@，也意味着整车中的@@用电负载数量大@@幅增加@@，这样的@@压力会直接转嫁到@@汽车电源@@管理@@器件身上@@。
汽车电源@@管理@@器件的@@任务@@，就是将来自车载@@电池的@@电能通过多级的@@转换@@，最终输出给不同的@@汽车电子@@负载@@，其能否稳定可靠地工作@@@@，关系到@@各个车载@@电子@@部件的@@状态@@，可谓是@@“责任重大@@@@”。
图@@1：汽车电源@@管理@@系统简图@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
而@@且@@值得注意的@@是@@，汽车电源@@管理@@器件想要满足系统设计要求@@@@，并非简单的@@完成电能转换即可@@，而@@是要根据汽车应用环境的@@特殊要求@@进行专门的@@优化@@@@。这些@@需要特殊考量的@@设计要求@@包括@@：
转换效率@@
这是电源@@管理@@设计中非常关键的@@一个指标@@，在@@整车用电负载数量和@@总能耗不断攀升的@@背景下@@，在@@每一个电源@@转换节点上对效率锱铢必较@@，都非常有意义@@。这就需要汽车电源@@管理@@器件在@@提升电源@@转换效率@@@@@@、降低@@静态电流等@@方面@@持续优化@@@@，不断精进@@。
可靠性@@
汽车工作@@环境复杂@@，但是对于可靠性@@的@@要求@@却更高@@。电源@@管理@@器件是否能够在@@电压波动或@@者受到@@瞬态大@@能量冲击时@@，仍然能够保持一致@@、稳定的@@运行@@，显得尤为@@关键@@。因此@@，更可靠的@@过压@@、过流@@、过温等@@电路保护功能@@@@，往往会被集成到@@汽车电源@@管理@@器件中@@。
热管理@@
过高的@@温度会影响元器件的@@可靠性@@和@@寿命@@，而@@电源@@管理@@器件自身的@@发热以及@@汽车狭小而@@恶劣的@@应用环境@@，也会加剧这一挑战@@。提升电源@@管理@@的@@效率@@、采用@@利于散热的@@封装@@、优化@@PCB设计等@@举措@@，都有利于应对热管理@@的@@挑战@@，进而@@避免在@@设计中使用笨重@@、昂贵的@@散热器@@。
电磁兼容@@
EMI电磁干扰是汽车电子@@产品设计所面对的@@一个主要问题@@，它会干扰电子@@设备@@的@@运行@@，对车辆和@@驾乘人员的@@安全带来危险@@。具体到@@电源@@管理@@上@@，常用的@@@@DC-DC开关稳压器@@本身就是一个噪声源@@，而@@且@@稳压器数量的@@增加@@、开关频率的@@提升@@，以及@@设计小型化@@的@@要求@@@@，都会增加电磁兼容@@@@（EMC）设计的@@@@难度@@。为@@此@@，汽车电源@@管理@@器件需要采用@@一些特殊技术@@@@，来确保最终的@@系统设计符合@@@@CISPR 25 Class 5等@@EMC规范要求@@@@。
小型化@@
面对汽车上有限的@@空间@@@@，电源@@器件的@@小型化@@也是一个关键特性@@，采用@@更小的@@封装以减少占板面积@@，或@@者是在@@单芯片上集成更多的@@功能@@以简化系统@@BOM，都是行之有效的@@举措@@。电源@@管理@@系统的@@简化@@，也可以为@@其他组件提供更大@@的@@空间@@@@，为@@整车的@@电子@@系统设计带来更大@@的@@灵活性@@。
成本效益@@
虽然不像消费电子@@领域那么@@“卷@@”，不过@@成本仍然是汽车产品设计时的@@一个关键要素@@。而@@且@@这种成本优化@@的@@考量是综合的@@@@，除了@@电源@@管理@@器件本身的@@成本@@，是否有利于简化系统设计@@、缩短开发周期@@，或@@者便于在@@不同市场中的@@扩展@@，都会影响最终的@@成本效益@@@@，这也是电源@@管理@@器件可以为@@用户提供的@@价值所在@@@@。
总之@@，用于汽车安全和@@舒适性设计的@@@@电源@@管理@@器件@@，与通用型的@@产品相比@@会有更多的@@约束条件@@。当@@然@@，这也设置了一道无形的@@竞争壁垒@@，想要进入这个领域的@@厂商必须拿出一些硬实力@@、真功夫@@。
在@@汽车电源@@管理@@领域@@，ROHM Semiconductor（以下简称@@ROHM）就是这样一家实力出众@@、功夫了得的@@厂商@@。他们提供的@@产品不仅全@@，覆盖@@DC-DC转换器@@、LDO线性稳压器@@、LED驱动器@@、PMIC、电池管理@@IC等@@各个细分品类@@，而@@且@@每一颗电源@@管理@@@@IC都是围绕着车载@@应用的@@要求@@而@@精心优化@@和@@打造的@@@@，可以很好地支撑开发者在@@安全和@@舒适领域各种各样的@@设计创想@@。
高效且高速的@@车载@@@@@@DC-DC转换器@@
在@@汽车电源@@管理@@领域@@，车载@@DC-DC转换器@@（开关稳压器@@）凭借效率高@@、电压转换灵活@@（可支持降压@@@@、升压和@@升降压@@@@@@）、适用功率范围广等@@特点@@，应用非常广泛@@。不过@@，DC-DC转换器@@在@@开关动作中会产生较多噪声@@，且汽车电池或@@发电机输出电压波动较大@@@@，这都会对车载@@@@DC-DC转换器@@的@@@@设计和@@应用提出不小的@@挑战@@。
ROHM推出的@@@@BD9P系列@@初级@@DC-DC转换器@@就能够轻松化解这些@@挑战@@。其采用@@@@ROHM特有的@@@@Nano Pulse Control™技术@@，以及@@新型的@@控制技术@@@@，在@@实现高速响应特性的@@同时@@仍然保持很高的@@效率@@——高负载时@@（输出电流@@1A）转换效率@@高达@@@@92％，且在@@轻负载时@@（输出电流@@1mA）也达到@@了@@85％，非常适合于@@ADAS相关的@@传感器@@、摄像头@@、雷达@@、汽车信息娱乐系统及仪表盘等@@应用@@。
图@@2：BD9P系列@@初级@@DC-DC转换器@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
与同类的@@产品相比@@@@，BD9P系列@@DC-DC转换器@@中突出的@@优势包括@@：
在@@极宽负载电流范围中实现高效率@@@@。以往的@@电源@@@@IC，为@@了确保高速响应性能@@，需要较大@@的@@驱动@@电流@@，这就使得其在@@轻负载时很难同时@@实现高效率@@@@。而@@BD9P系列@@产品搭载了采用@@新型控制方式的@@电路@@，从轻负载到@@高负载均实现了非常出色的@@高效率@@@@，也就是说无论是汽车引擎停止还是运转时@@，都可以降低@@应用产品的@@功耗@@。
图@@3：BD9P系列@@在@@不同负载下均有高效率@@表现@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
电池电压波动时也可稳定工作@@@@。通常@@DC-DC转换器@@在@@输入电压波动时可能会引起负载电流的@@降低@@@@，进而@@发生输出电压过冲问题@@，而@@BD9P系列@@DC-DC转换器@@的@@@@电压过冲仅有普通@@DC-DC转换器@@的@@@@1/10，使得车载@@电子@@设备@@在@@由于@@发动机起停引发电池电压波动的@@情况下@@，也可以稳定工作@@@@；而@@且@@还可以省去以往为@@应对过冲问题而@@使用的@@输出电容@@器@@，这也有利于简化系统@@，节省成本@@。
图@@4：BD9P系列@@在@@电池电压波动时也可稳定工作@@@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
具有优异的@@噪声抑制性能@@。由于@@采用@@了@@@@Nano PulseControl™超高速脉冲控制技术@@@@，BD9P系列@@IC可始终在@@@@2.2MHz工作@@，而@@不会干扰@@AM广播频段@@（高达@@1.84MHz）。此外@@，由于@@内置展频功能@@@@，可有效降低@@噪声峰值@@，进一步抑制噪声@@，因此@@该@@DC-DC转换器@@非常适用于对@@EMI敏感的@@车载@@@@应用@@。
＜关于@@Nano Pulse Control™＞
一种超高速脉冲控制技术@@@@@@。实现了纳秒@@（ns）级的@@开关导通时间@@（电源@@IC的@@控制脉冲宽度@@），使以往无法实现的@@高电压到@@低@@电压的@@转换成为@@@@可能@@。
您可通过详询@@ROHM以便进一步了解@@Nano Pulse Control™技术@@。
特别值得一提的@@是@@，BD9P系列@@可以和@@@@ROHM的@@BD9S系列@@次级@@DC/DC转换器@@配合使用@@，提供一个完整的@@高效@@、高速车载@@电源@@解决方案@@。ROHM也可以提供相关的@@参考设计@@方案@@，以及@@免费的@@在@@线仿真工具@@，大@@大@@加速车载@@电源@@系统的@@研发过程@@，节省综合成本@@。
图@@5：基于@@BD9P和@@BD9S的@@车载@@@@DC/DC参考设计@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
低@@功耗@@超小型@@LDO
除了@@DC-DC转换器@@，LDO线性稳压器@@也是车载@@电源@@管理@@系统中常用的@@@@器件@@。由于@@其具有噪声少@@、结构简单@@、成本低@@等@@特性@@，常用于噪声和@@成本敏感型的@@应用@@。
在@@LDO方面@@，ROHM同样具有很丰富的@@产品组合@@，而@@针对安全和@@舒适性应用@@，ROHM还专门开发了一些极具特色的@@产品@@，比如下面这款面向@@@@ADAS、车载@@雷达@@@@、车用仪表等@@应用而@@开发的@@@@BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO，能够满足相关应用外形小@@、功耗低@@和@@响应快的@@设计要求@@@@。
图@@6：BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
外形方面@@@@，BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO采用@@了@@1.0mm × 1.0mm超小型封装@@，与常见的@@@@1.5mm x 1.5mm封装的@@@@LDO相比@@，贴装面积减少了@@55%！此外@@，为@@了解决输入电压变动时输出电压变动及振荡问题@@，通常@@需要使用一个外置电容@@@@，相较于以往@@LDO产品所采用@@的@@@@1.0μF电容@@，BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO仅需@@0.22μF电容@@即满足稳定输出电压的@@需要@@，这就使得整个电路系统的@@占板面积进一步缩小@@。
图@@7：BUxxJA2MNVX-C系列@@LDO采用@@超小型封装@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
在@@功耗和@@响应特性方面@@@@，BUxxJA2MNVX-C系列@@采用@@基准电压电路@@、放大@@电路等@@独有的@@电路技术@@@@，使得器件的@@消耗电流仅为@@@@35μA，这个数值只有以往产品的@@一半@@。而@@且@@消耗电流的@@降低@@并没有影响该@@LDO的@@响应特性@@，负载变动低@@至@@65mV。
可以想见@@，当@@工程师面对着小型化@@@@、低@@功耗@@、高可靠@@的@@车载@@@@电源@@系统设计挑战时@@，有这样一颗@@LDO摆在@@面前@@，难免不会心动@@。
高效率@@低@@@@EMI的@@PMIC
如果希望在@@有限的@@车载@@@@空间@@内@@，设计集成度更高@@、占位更小的@@电源@@系统@@，PMIC（电源@@管理@@IC）是一个不错的@@选择@@。所谓@@PMIC就是一种在@@单芯片中集成了多个电源@@管理@@电路@@，以及@@时序控制等@@功能@@的@@@@IC，与采用@@独立@@DC-DC、LDO及分立@@188足彩外围@@app
等@@搭建的@@电源@@系统相比@@@@，PMIC在@@减少空间@@和@@缩短开发周期@@方面@@优势明显@@。这些@@特性自然也会受到@@不少车载@@应用的@@青睐@@。
图@@8：BD86852MUF-C PMIC（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
ROHM的@@BD86852MUF-C就是一款专为@@@@ADAS车载@@摄像头@@应用而@@打造的@@@@PMIC，其集成有@@3个初级和@@次级降压@@@@DC-DC转换器@@、外部线性稳压器@@控制模块@@，以及@@CMOS传感器和@@图@@像传感电源@@的@@上电复位功能@@@@，仅通过单个@@IC即可进行电压设置和@@时序控制@@，因此@@系统占板面积可减少约@@41％，十分有利于车载@@摄像头@@模块的@@小型化@@设计@@。
图@@9：采用@@BD86852MUF-C PMIC显著减小电源@@系统占板面积@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
除了@@小型化@@@@，BD86852MUF-C PMIC在@@提升电源@@转换效率@@@@、降低@@车载@@摄像头@@模块的@@功耗上也进行了优化@@@@。由于@@BD86852MUF-C是通过外置的@@@@LDO向@@CMOS图@@像传感器供电@@，有利于将集中在@@@@IC中的@@热量分散开@@，而@@通过抑制整个电路的@@发热量@@，可以实现高达@@@@78.6％的@@转换效率@@@@，比普通产品提升约@@4％。
图@@10：BD86852MUF-C PMIC应用示意图@@@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
而@@且@@这种电路设计还有一个好处@@，由于@@缩短了@@CMOS图@@像传感器和@@@@LDO之间的@@距离@@，因此@@可以减少对电源@@线的@@干扰噪声@@，为@@CMOS图@@像传感器提供稳定供电@@。同时@@，BD86852MUF-C还有进一步减少@@EMI的@@对策@@——它在@@内置的@@@@DC-DC转换器@@中配备@@了展频功能@@@@，可将开关带来的@@@@EMI噪声峰值降低@@约@@10dB。这对于空间@@有限@@、电磁环境复杂的@@车载@@@@应用无疑是个佳音@@。
此外@@，BD86852MUF-C中还集成了各种保护功能@@@@，以及@@用来监控电压状态的@@@@Power Good功能@@，确保其可靠稳定的@@工作@@@@。而@@且@@，BD86852MUF-C PMIC的@@上述性能优势@@，已经在@@系统级的@@应用中得到@@了验证@@，成为@@@@ROHM小型化@@、高效率@@、低@@EMI的@@车载@@@@摄像头@@模块解决方案@@中关键的@@一部分@@（如图@@@@4）。
图@@11：ROHM车载@@摄像头@@模块解决方案@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
低@@成本省空间@@的@@@@LED驱动器@@
LED照明@@在@@汽车中日益广泛的@@应用@@，一直在@@推动车用@@LED驱动器@@的@@发展@@。ROHM自然不会错过这个市场机遇@@，推出了一系列@@符合@@@@AEC-Q100标准的@@车用@@LED驱动器@@IC，包括升压@@、降压@@、升降压@@@@、充电泵@@、恒流@@LED驱动器@@等@@全系的@@产品类型@@，覆盖@@汽车外部照明@@@@（尾灯@@、转向@@灯@@、DRL/定位灯和@@雾灯@@@@）、内部照明@@@@、相机闪光灯@@、仪表板背光灯和@@@@LED状态指示灯等@@各类应用@@。
这些@@LED驱动器@@都针对目标应用进行了优化@@@@，比如下面介绍的@@这款内置@@MOSFET的@@4通道@@LED驱动器@@BD183x7EFV-M，就在@@减小空间@@@@、节省成本@@方面@@独具优势@@。之所以具有这些@@优势@@，是因为@@该@@LED驱动器@@采用@@了@@@@ROHM特有的@@@@热分散电路和@@@@LED单独控制功能@@@@两项新技术@@@@。
以往在@@多通道@@@@LED驱动电路设计中@@，各输出通道@@需要不同的@@热分散电路引脚@@，而@@BD183x7EFV-M利用独有的@@热分散电路@@，将多个引脚@@简化为@@@@1个引脚@@，通过一个小型的@@@@16-pin封装就实现了@@4通道@@更高输出@@（150mA/ch）。与此同时@@@@，LED单独控制功能@@@@也让@@以往需要两个@@LED驱动器@@实现对不同规格@@LED的@@驱动@@，现在@@只需一个驱动器@@就能实现@@，使得最终设计方案的@@占板面积大@@大@@减少@@。
图@@12：采用@@BD183x7EFV-M设计的@@@@LED驱动方案占板面积大@@幅削减@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
BD183x7EFV-M在@@节省成本@@方面@@的@@价值@@，是通过简化设计流程来实现的@@@@。以往的@@多通道@@@@LED驱动产品需要为@@每个通道@@设计相对应的@@热分散电路@@，需要考虑每个通道@@@@LED的@@热分散电阻电气特性偏差以进行权衡调整@@，费时费力@@。而@@采用@@特有热分散电路的@@@@BD183x7EFV-M，只有一个热分散电路引脚@@，仅需@@进行一次热设计@@，省时省力@@。
LED单独控制功能@@@@同样有助于简化系统设计@@，缩短设计周期@@。BD183x7EFV-M内置灵活的@@@@LED单独控制功能@@@@，当@@LED发生异常时@@，可选择关闭所有通道@@或@@仅关闭单通道@@@@。由于@@世界各国对于发生异常时@@车载@@照明@@的@@安全标准不同@@，这一灵活的@@功能@@有助于用同一器件和@@方案应对不同国家和@@地区的@@法律法规@@，使得同一机型在@@全球不同市场扩展时@@，无需重新设计或@@大@@大@@减少研发的@@工时@@。
图@@13：BD183x7EFV-M的@@灵活性可支持设计方案在@@不同市场的@@快速扩展@@（图@@源@@：ROHM Semiconductor）
此外@@，BD183x7EFV-M还配备@@了能够提高@@设计灵活性的@@时序亮灯功能@@@@，仅需@@增加电阻器等@@外置@@188足彩外围@@app 即可实现不同机型扩展设计@@；而@@且@@还具有丰富的@@保护功能@@@@，在@@异常发生时防止@@LED驱动器@@和@@外围电路被损坏@@。
上述这些@@特性@@，让@@BD183x7EFV-M非常适合用于汽车及新兴的@@两轮机动车的@@尾灯@@@@（刹车灯@@、后尾灯@@@@）、雾灯@@、转向@@灯@@等@@汽车照明@@系统@@，让@@驾乘体验更安全更舒适@@。
本文小结@@
汽车安全和@@舒适性功能@@的@@扩展和@@用户体验的@@升级@@，少不了车载@@电源@@管理@@@@IC的@@助力@@。高效率@@、高可靠@@、小型化@@、低@@EMI，符合@@EMC要求@@、具有成本效益@@@@……诸多设计要求@@摆在@@面前@@@@，难免会让@@工程师挠头@@。
不过@@，如果你进入到@@@@ROHM丰富的@@车载@@@@电源@@管理@@产品和@@方案库中@@，会发现无论你有何种设计需求@@，总有一款专门优化@@的@@产品或@@方案适合你@@，为@@相关汽车电子@@产品的@@开发提供助力@@！本文仅仅是带大@@家走到@@了这个技术@@@@“宝库@@”的@@门口@@，从此起步@@，一起来深入探寻其中更多的@@宝藏资源吧@@。
本文转载自@@： 贸泽电子@@微信公众号@@@@