汽车电源集成电路的新应用与新挑战
集成电路行业面临的重大变革和机遇

集成电路行业面临的重大变革和机遇集成电路行业是现代信息社会的基石之一,随着科技的进步和市场需求的不断变化,集成电路行业也面临着重大的变革和机遇。
本文将就集成电路行业所面临的重大变革和机遇进行分析和探讨。
一、重大变革1. 技术创新带来的变革随着科技的不断发展,集成电路行业面临着技术更新换代的挑战和压力。
新一代集成电路产品需要更高的性能、更低的功耗、更小的体积,这对集成电路技术提出了更高的要求。
传统的制造工艺和材料已经无法满足这些要求,集成电路行业需要进行技术创新,引入新的制造工艺和材料,以满足市场对高性能、低功耗、小尺寸集成电路产品的需求。
2. 产业链整合带来的变革集成电路产业链非常长,涉及到芯片设计、制造工艺、封装测试等多个环节。
目前,全球集成电路产业链的整合趋势越来越明显,越来越多的公司开始尝试在整个产业链中实现向上、向下的整合,以提高产业链的效率和降低成本。
这种产业链整合将带来集成电路行业的重大变革,将改变传统的产业格局,对行业内各个环节的参与者都将产生影响。
3. 人工智能和物联网的发展带来的变革人工智能和物联网的发展,对集成电路行业提出了更高的要求。
人工智能需要大量的计算和存储能力,物联网需要大量的传感器和通信模块。
这就需要集成电路行业加大对人工智能和物联网相关技术的研发和投入,推动集成电路技术向更高性能、更低功耗、更小尺寸的方向发展,以满足人工智能和物联网的需求。
二、重大机遇1. 5G时代的到来5G时代的到来将为集成电路行业带来重大机遇。
5G通信技术对集成电路的性能和功耗提出了更高的要求,需要更高集成度的射频芯片、更高速率的数字芯片、更低功耗的功放芯片等。
5G时代还将推动物联网、车联网、工业互联网等新兴应用的快速发展,这些应用对集成电路的需求也将大幅增加。
集成电路行业将迎来一次难得的发展机遇。
2. 智能终端设备的兴起智能手机、智能穿戴、智能家居等智能终端设备的兴起,对集成电路行业将带来重大机遇。
汽车电源集成电路的新应用与新挑战

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集成电路行业面临的重大变革和机遇

集成电路行业面临的重大变革和机遇集成电路行业是指芯片制造和设计行业,是现代电子信息产业的核心之一。
随着科技的发展和社会的进步,集成电路行业也在不断地发生着重大的变革和创新,为我们带来了更多的发展机遇。
本文将探讨集成电路行业面临的重大变革和机遇。
一、技术革新带来的变革随着科技的不断进步和发展,集成电路行业面临着巨大的变革。
首先是技术革新带来的变革,随着半导体技术的不断发展,集成电路的制造工艺也在不断升级,从最初的硅基工艺到如今的三维芯片技术,技术层面上的革新为集成电路行业带来了更多的发展机遇。
不断提升的芯片制造工艺和技术水平,使得集成电路的性能和功能得到了进一步的提升,为行业的发展打下了坚实的基础。
其次是人工智能和大数据技术的快速发展,为集成电路行业带来了新的机遇。
人工智能芯片和大数据处理芯片的需求不断增加,成为了集成电路行业的新的增长点。
各类人工智能芯片和大数据处理芯片的需求迅速增长,这为集成电路行业带来了新的发展机遇。
二、市场需求变化带来的机遇随着数字化和智能化需求的不断增加,集成电路行业也面临着市场需求的快速变化。
首先是消费电子产品的不断升级和更新,随着智能手机、智能家居、智能穿戴设备等消费电子产品的快速普及,对集成电路的需求也在不断增加。
市场对高性能、低功耗、小尺寸的集成电路产品的需求不断增加,为行业带来了新的发展机遇。
三、产业政策带来的机遇随着我国制造业的发展和产业政策的不断完善,集成电路行业也面临着政策带来的机遇。
首先是国家对集成电路产业的支持力度不断增加,通过各种政策和资金支持,为集成电路行业的发展提供了有力的支持。
各类集成电路产业园区和研发中心的建设也在不断加快,为行业的发展提供了更多的条件。
其次是我国加大对自主研发能力的支持力度,为集成电路行业带来了更多的发展机遇。
国家逐步增加对集成电路产品自主研发和创新的支持力度,鼓励企业加大自主研发的投入,提升自主研发能力。
这为企业带来了更多的发展机遇,也为整个行业的发展提供了更多的动力。
集成电路芯片设计应用于汽车电子领域的研究

集成电路芯片设计应用于汽车电子领域的研究一、引言集成电路芯片是现代技术中一项很重要的技术,该技术已经应用于许多领域,特别是在汽车电子领域中,集成电路芯片已经成为了汽车电子系统中不可或缺的部分。
在过去,汽车电子系统是以机械方式控制的,导致许多无法预测的故障和安全问题。
而随着专利技术和更具集成性的电子元件的发展,汽车电子系统正在经历着革命性的变革。
通过将集成电路芯片应用到汽车电子领域中,许多汽车功能实现得更加智能、更省油和更可靠。
二、集成电路芯片在汽车电子领域中的应用1.车载娱乐系统车载娱乐系统已经成为了现代汽车的标配,集成电路芯片的技术不仅可以实现在车载娱乐系统中完美的音频和视频比特率控制,还可以提供更多的音频和视频格式支持,以及广泛的闪存存储器支持。
模拟信号的侦听和处理还可以进一步提高系统的音频性能。
2. 汽车安全技术汽车安全技术具有很高的优先级,不仅需要防止车辆的翻滚和侧翻,还需要检测是否有危险的动态情况发生。
这就需要配备各种传感器和芯片,来检测车辆的状态,例如:加速度传感器、陀螺仪、距离传感器等,这些传感器也是基于虚拟工具和云安全的,以确保汽车可以在任何情况下安全地行驶。
3.智能驾驶技术智能驾驶是现代智能汽车的重要特性,该系统可以协助驾驶员安全地行驶。
集成电路芯片的技术被广泛应用于自动驾驶技术中,例如:Lidar、Radar和三维相机等,这些传感器可以向车辆发射光束,然后按照目标进行识别、距离测量和姿态估计,实现车辆的精确定位和驾驶员的精确控制。
三、集成电路芯片设计应用于汽车电子领域的研究集成电路芯片设计应用于汽车电子领域的研究主要分为三个方面:系统级设计、芯片级设计和电路级设计。
1.系统级设计在系统级设计中,需要对整个汽车电子系统进行设计和模拟,以确保不同的芯片和传感器之间可以有效地通信和连接。
在此过程中,需要考虑传感器的位置、功率和时序特性等因素,并确保每个模块之间的接口符合硬件接口标准。
集成电路尺寸缩小所引发的新挑战与机遇

集成电路尺寸缩小所引发的新挑战与机遇随着科技的不断发展,集成电路的尺寸在不断缩小,从而带来了新的挑战和机遇。
集成电路尺寸的缩小,既是技术进步的必然结果,也是满足市场需求的基础。
然而,尺寸缩小所引发的新挑战也是不可忽视的,例如制造过程的复杂性增加、性能稳定性的下降以及设计难度的增加等。
同时,这一趋势也带来了新的机遇,例如功耗降低、性能提升以及更小尺寸的应用领域拓展等。
首先,集成电路尺寸缩小所带来的新挑战之一是制造过程的复杂性增加。
尺寸的缩小使得集成电路的制造过程更加微小化,对于材料的选择、加工工艺的控制以及设备的要求都提出了更高的要求。
例如,光刻技术在制造过程中的重要性不言而喻,而尺寸的缩小则要求更高的分辨率和更精细的加工控制,以实现更小尺寸的元件制造。
此外,尺寸的缩小也增加了晶体管布局的复杂性,导致制造过程更加困难和复杂。
其次,集成电路尺寸缩小引发的新挑战是性能稳定性的下降。
由于尺寸的缩小,集成电路中的元件与线路之间的耦合效应变得更加显著,导致电路的电磁互相干扰问题增加。
这种互相干扰可能导致电路的性能产生不稳定的变化,从而影响整个系统的工作稳定性。
因此,为了克服这一问题,工程师们需要通过调整电路设计、改善电磁兼容性等手段来提高系统的性能稳定性。
此外,集成电路尺寸缩小还带来了设计难度的增加。
随着尺寸的缩小,集成电路的设计越来越复杂,对设计工程师的能力提出了更高的要求。
例如,更加微小的元件要求设计工程师有更高的精度和更深入的理解,以确保电路的功能和性能能够得到有效实现。
此外,尺寸的缩小还可能导致设计中的电磁兼容性和热管理等问题的突出,需要工程师们采取更加创新和复杂的设计方法来解决这些问题。
然而,集成电路尺寸缩小所带来的新挑战也伴随着机遇。
首先,尺寸的缩小使得集成电路的功耗降低成为可能。
根据摩尔定律,集成电路的晶体管数量和性能呈指数增长,而功耗则保持相对稳定。
通过尺寸的缩小,电路的功耗可以显著降低,从而延长设备的电池寿命,提高能源利用效率。
我国汽车电子行业发展新机遇新挑战新思路概述

我国汽车电子行业发展新机遇新挑战新思路概述作者:孙铭阳来源:《中国新通信》 2018年第2期我国汽车行业的发展对我国经济起到了推动作用,而随着人们生活水平的不断提高,人们对汽车的需求越来越强烈。
对于此,汽车在人们生活中的所起的作用越来越重,意义也越来越大。
电子技术的应用对汽车行业的发展及起到了积极作用。
对于此,分析汽车电子行业发展新机遇新挑战新思路对该行业的发展具有一定促进作用。
一、我国汽车电子行业发展面临的机遇描述我国居民生活水平的不断提升及对汽车需求的越来越迫切,对汽车发展具有一定的推动作用,同时也带动了汽车行业的革新与发展。
现阶段,我国汽车行业发展速度越来越快,前景也越来越好。
如政府这些年针对汽车工业发展制定了有效的策略,加大了对具有核心技术实力的汽车生产企业的发展,同时,对汽车电子产业化已实现了汽车产业专项管理。
同时,对于汽车发展来讲,节能、环保、安全是主要趋势,且将在以后发展阶段,要求越发严格,这对汽车行业带来了较好的机遇,同时也是汽车行业的一大挑战。
另外,企业产业产量的不断增多,带动了汽车下游市场的发展,且电子产品属于易损件,其在日后维修使用中的消耗将具有显著的提升。
目前,国内汽车行业市场潜力巨大,国内企业应加大对汽车电子技术的研究,保证汽车电子产业发展且保证品魇。
二、我国汽车电子行业发展所面临的挑战分析首先来讲,目前我国现阶段汽车电子产品技术水平还较低,总体实力较为薄弱,与国际先进水平相比还存在一定的差异。
这一劣势主要集中在以下几个方面:其一,我国汽车电子产品研发能力不足,更新周期不能跟随汽车发展而推进。
其二,我国汽车电子产品还未实现正真的产业化,较高的成本及较差的可靠性,严重对汽车整体质量造成了影响。
同时,受国外汽车生产巨头的影响,大量电子产品进入我国电子市场,对汽车产业带来了显著的挑战。
据统计,国外汽车的份额一直处于领先地位,对国内汽车电子产品的销售带来了极大的影响。
其主要原因在于我国汽车电子产品企业在技术上存在较大的不足,不利于我国汽车电子产业在市场的竞争力。
集成电路设计的前沿技术与挑战

集成电路设计的前沿技术与挑战集成电路设计是现代技术领域中的重要一环,推动着计算机、电子、通信、人工智能等多个领域的发展,尤其是在互联网、物联网、量子计算等技术的发展中,集成电路设计更是发挥着巨大的作用。
然而,集成电路设计的前沿技术与挑战也是需要应对的。
本文旨在探讨集成电路设计的前沿技术与挑战以及未来的发展方向。
一、前沿技术1.1 人工智能技术人工智能技术被视为未来技术中的重要一环,广泛应用于医疗、金融、交通等领域。
与此同时,人工智能技术也为集成电路设计带来了新的挑战。
目前,人工智能技术主要应用于集成电路设计中的自动化设计、电路分析、电路结构优化等方面。
人工智能技术可以帮助集成电路设计师更快地进行电路实现和验证,从而提高工作效率和设计准确性。
1.2 5G技术随着5G技术的快速发展,集成电路设计也迎来了新的机遇和挑战。
5G技术要求集成电路设计师创新性地设计出低功耗、高集成度、高速度的芯片。
这要求在芯片设计和制造过程中应用新的材料和工艺,并在设计中充分考虑功耗和集成度等因素。
1.3 视觉技术视觉技术也是当前集成电路设计中的重要一环,主要应用于芯片设计中的自动化检验、拼接、识别等方面。
相比传统设计方法,视觉技术可以帮助集成电路设计师更快地进行精细化设计和验证,从而提高设计效果和准确率。
二、挑战与困境2.1 设计困难随着量子计算、大数据等先进技术的发展,集成电路设计要求具有更高的集成度、处理速度和耗能效率。
这给集成电路设计师带来了更大的设计压力和挑战。
需要设计师对电路结构、信号传输等方面进行深入的分析和优化。
2.2 缺陷检测集成电路设计中存在一些缺陷,如电路节点存在漏洞、焊接不良等,这些缺陷会对电路的稳定性和可靠性产生影响。
因此,如何准确检测和诊断这些缺陷成为集成电路设计中的重要问题。
2.3 智能化设计未来的集成电路设计需要充分考虑智能化设计,即通过人工智能技术等手段将电路设计自动化。
这需要设计师具有良好的计算机编程能力和对人工智能技术的深入了解。
汽车电子产品日益增长的需求给电源IC设计带来了新的机遇和挑战(04-100)

汽车电子产品日益增长的需求给电源IC设计带来了新的
机遇和挑战(04-100)
引言
在过去的10 年里,汽车电子产品有了突飞猛进的发展,车载电子控制、导航以及娱乐系统不管是在数量上还是在精细程度上都有了显着的提高。
今后,车载电子产品的发展有望进一步加速。
据市场预测,全球汽车半导体市场的规模将从2003 年的123 亿美元增长至2007 年的170 亿美元以上;汽车电子系统在车辆总成本中所占的比例将从目前的20% 飚升至2008 年的30%。
几个大发展趋势对汽车电子产品的这种高速成长起到了推波助澜的作用。
在汽车系列的一端,诸如油门控制、制动和悬挂控制等众多传统上的机械系统目前均采用电子系统来进行控制和优化。
而在另一端,LED 照明、娱乐和无线导航正迅速成为非豪华型汽车的标准设备。
所有这些系统均要求进行某种类型的电源管理,而且,它们所面临的电子技术挑战很多,与此同时,维持高可靠性也是极为重要的。
本文将重点探讨目前以及下一代汽车中分布式电源和LED 照明的成长。
这两个区段专业市场给汽车电子产品设计师和制造商均带来了新的挑战。
了解这些挑战并找到可行的解决方案是最为重要的,因为与这些系统相关联的发展似乎是没有止境的。
分布式电源单元
在汽车的整个底盘上,存在着为数众多的分布式电源或负载点电源。
这些电源单元(PSU)负责对12V(标称值为13.8V)的总线电压进行降压(或升压)操作,以便为大量的子系统供电。
这些子系统包括远程信息处理/导航系统、电动座椅和电动车门、车身内部和外部照明以及电子刹车和引擎操控等。
这些系统。
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汽车电源集成电路的新应用与新挑战引言汽车中每年都在不断增加日益复杂的电子系统,以最大限度地提高舒适性、安全性和性能,同时最大限度地减少有害气体排放。
市场调查公司ICInsights预计在2008年汽车半导体市场将增长到181亿美元以上,而2006年这一市场为140亿美元。
另一家市场调查公司StrategyAnalytics也做出了同样乐观的预测:“今天,就一般的汽车而言,电子系统成本占总成本的22%以上,不过到2008年,这一比例将提高到30%以上。
”信息娱乐系统、行车安全保障引言汽车中每年都在不断增加日益复杂的电子系统,以最大限度地提高舒适性、安全性和性能,同时最大限度地减少有害气体排放。
市场调查公司IC Insights预计在2008年汽车半导体市场将增长到181亿美元以上,而2006年这一市场为140亿美元。
另一家市场调查公司 Strategy Analytics 也做出了同样乐观的预测:“今天,就一般的汽车而言,电子系统成本占总成本的22%以上,不过到2008年,这一比例将提高到30%以上。
” 信息娱乐系统、行车安全保障系统、发动机管理、卫星无线电设备和电视机、LED照明、免提蜂窝电话以及其他无线连接系统都是这类电子系统的例子。
5年前,这类系统仅出现在欧洲“高档”豪华型汽车中,但是现在这些系统正在集成到所有制造商的中档汽车中,这使得汽车集成电路市场的增长更快了。
发动机控制管理是对汽车集成电路市场起到推动作用的电子应用之一。
全球尾气排放标准一年比一年严格,单位油量里程数要求在提高,客户则需要更高的性能。
这些要求以前是相互制约的,但是现在汽车制造商采用了“智能”发动机控制系统、大量传感器和一些DSP,可以实现更高的发动机效率,同时能让发动机以更干净的方式运转。
电子产品在行车安全保障、环境气氛控制、照明、导航和无线连接以及底盘控制系统中也掀起了类似的革命。
总之,这些新型系统提高了安全性、性能和驾驶员的舒适度,并减轻了对环境的污染。
随着汽车系统中电子元件数量的增加,可用空间不断缩小,这极大地提高了每个系统的电子元件密度。
所有这些系统都需要电源转换集成电路,通常需要多种电压轨以满足每个子系统的需求。
在效率和小尺寸不是最重要的考虑因素时,线性稳压器一度用来完成大多数电源转换任务。
但是随着电源密度提高了一个量级,以及很多应用需要相对高的环境温度,任何有实际意义的散热器都显得太大而无法使用了。
因此,由于空间限制和工作温度范围要求,电源转换效率成了关键因素。
在低输出电压和甚至高于几百毫安的中等电流水平时,简单使用线性稳压器来产生这些系统电压都不再有任何实际意义,因为这样会产生太多热量。
受到这些限制的结果是,开关稳压器正在取代线性稳压器。
效率提高、占板面积减小等开关稳压器的好处胜过了设计复杂性提高、需考虑 EMI 问题等弊端。
本文的主要目的是研究这些新型汽车电源集成电路怎样才能满足一个电气和热限制都很苛刻的环境提出的所有这些新需求。
“始终接通”系统需要低电源电流除了会遇到负载突降和冷车发动情况,很多电子子系统还需要工作在消耗最低电流的备用模式。
在大多数导航、行车安全保障、车辆安全和发动机管理电源系统中,都有这种以备用除了会遇到负载突降和冷车发动情况,很多电子子系统还需要工作在消耗最低电流的备用模式。
在大多数导航、行车安全保障、车辆安全和发动机管理电源系统中,都有这种以备用模式工作的电路。
每个子系统都采用几个微处理器和微控制器。
实际上,大多数豪华型汽车都有 60~100个这样的DSP。
大多数 DSP 都以两种不同的模式工作。
首先,当汽车运行时,这些 DSP 一般以电池馈送的满电流工作,并对系统充电。
但是当汽车点火系统关闭时,这些微处理器中有很多必须保持“有效”,因此仍然消耗电池电流。
由于导航、车辆安全、环境气氛控制和发动机管理系统可能需要 30 多个这类始终保持接通的处理器,因此,即使点火系统关闭了,对电池仍然有功率需求,而且这种需求在不断增大。
为这些始终保持接通的处理器供电所需的总电源电流可能达到几百毫安,这有可能在几天之内彻底耗尽电池电量。
例如,出差两到三周以后,一辆豪华汽车的电池可能已经无法启动发动机了。
这些电源的静态电流需要大幅降低,这样才能不用大量增加这些电子系统的尺寸或复杂性,就能节省电池电量。
直到最近,高输入电压和低静态电流一直是 DC/DC 转换器的两个相互制约的参数。
如果一辆汽车的高压降压型转换器每个需要 2~10mA 的电源电流,那么几个这样的转换器加上 ABS 刹车、电动开窗等其它大量必须始终保持接通的系统,所产生的漏电流可能消耗极多的电池电量。
为了更好地控制这些需求,几家汽车制造商为始终保持接通的DC/DC 转换器确定了 100mA 的低静态电流目标。
直到最近,一直要求系统制造商给降压型稳压器并联一个低静态电流 LDO,每次汽车点火装置关闭后,都要从转换器切换到电流低得多的 LDO。
这样的解决方案昂贵、笨重且效率相对较低。
凌力尔特公司提供了 36V~60V 输入、<100mA 的降压型 DC/DC 转换器,如表 1 所示。
能以突发模式(Burst Mode)工作的开关稳压器可组成紧凑得多、效率也高得多的解决方案,可解决始终保持接通带来的问题。
负载突降和冷车发动情况负载突降是交流发电机正在给电池充电而电池电缆断接时出现的情况。
在汽车正在工作时电池电缆松动或汽车运转时电池电缆断裂,都可能发生负载突降情况。
在交流发电机试图全力充电时电池电缆突然断接,可能产生高达60V的瞬态电压尖峰(见图1和图2中的36V和60V瞬态图形)。
交流发电机上的瞬态电压抑制器通常将总线电压箝位在36V到60V之间,并吸收大部分浪涌电流。
不过,交流发电机的下游器件DC/DC转换器要承受这些36V至60V的瞬态尖峰。
由于这些转换器和由转换器供电的子系统在这种瞬态事件发生期间不能损坏,而且在某些情况下还要稳定输出电压,因此DC/DC转换器能够处理这些高压瞬态是至关重要的。
可以在外部实现各种保护电路(通常是瞬态电压抑制器),但是外部电路提高了成本,而且需要占用宝贵的空间。
冷车发动是汽车发动机在寒冷或冰冻温度下度过一段时间后发生的情况。
这时机油变得非常黏稠,需要发动机启动器提供更大的扭转力,而这就需要电池提供更大的电流。
这种大电流负载能在点火时将电池/主端总线电压拉至低于4.0V,之后,电压一般会返回到标称的12V至13.8V电压(见图1)。
对某些应用,如发动机控制、行车安全保障和导航系统,当务之急是需要一个非常稳定的输出电压(通常是3.3V),以在冷车发动时平滑工作。
有多种解决方案根据输出电流和瞬态保护要求的不同,凌力尔特公司提供几种可以在冷车发动和负载突降情况下正常工作并需要低于 100mA 静态电流(见表 1)的开关稳压器。
具有高达 60V 输入瞬态保护的 2A、38V 降压型开关稳压器LT3480就是一个很好的例子。
其突发模式工作在无负载备用情况下可保持静态电流低于 70mA。
LT3480 的 3.6V 至 38V 输入电压范围和 60V 的瞬态保护使其非常适合汽车应用中的负载突降和冷车发动情况。
在图 1 中,LT3480 提供 3.3V 稳定输出,可承受 36V 瞬态。
在图 2 中,LT3480 实际上在高于 41.5V 时将自己关断,以保护自身和下游电路。
瞬态电压降至低于 38V 时,LT3480 会回到稳压状态。
LT3480 的 3A 内部开关可以在电压低至 0.79V 时提供高达 2A 的连续输出电流。
该器件以突发模式工作时具有仅为 70mA 的无负载静态电流(见图 3),非常适合汽车或电信系统应用,这些应用需要始终保持接通工作和最长的电池工作时间。
开关频率在 200kHz 至2.4MHz 范围内是用户可编程的,使设计师能够优化效率,同时避开关键的噪声敏感频段。
其 3mm x 3mm DFN-10 封装(或耐热增强型MSOP-10E 封装)和高开关频率允许使用小型外部电感器和电容器,从而可组成占板面积非常紧凑和传热效率很高的解决方案。
LT3480 采用高效率 3A、0.25Ω开关,单芯片中集成了必需的升压二极管、振荡器、控制和逻辑电路。
低纹波突发模式工作在低输出电流时保持高效率,同时保持输出纹波低于 15mVPK-PK。
特殊设计方法和新型高压工艺在宽输入电压范围内实现了高效率,同时其电流模式拓扑实现了快速瞬态响应和卓越的环路稳定性。
其它特点包括外部同步(250kHz至2MHz)、电源良好标记和软启动功能。
汽车环境中的热限制在汽车应用中,除了苛刻的电气环境,热环境也具有同样的挑战性。
由于越来越多的电子产品正在挤占车内宝贵的公共空间资源,因而使得热管理变得至关重要。
引擎罩内应用通常要求125℃或更高的环境温度,而主要的电子产品“资源”(比如:导航/信息娱乐系统、测量仪器)则面临着散热问题的挑战,因为它们均靠近汽车防火墙(这里的环境温度很高),并具有非常高的电子元件安装密度。
所有电子产品都以热量形式消耗一定量的功率。
在电源转换器中管理热量的关键是最大限度地提高每个转换器的效率,这样就最大限度地降低了以热量形式损耗的功率。
这是过去几年用开关稳压器取代 LDO 的原因之一。
在汽车应用中,除了苛刻的电气环境,热环境也具有同样的挑战性。
由于越来越多的电子产品正在挤占车内宝贵的公共空间资源,因而使得热管理变得至关重要。
引擎罩内应用通常要求125 ℃或更高的环境温度,而主要的电子产品“资源”(比如:导航/信息娱乐系统、测量仪器)则面临着散热问题的挑战,因为它们均靠近汽车防火墙(这里的环境温度很高),并具有非常高的电子元件安装密度。
所有电子产品都以热量形式消耗一定量的功率。
在电源转换器中管理热量的关键是最大限度地提高每个转换器的效率,这样就最大限度地降低了以热量形式损耗的功率。
这是过去几年用开关稳压器取代 LDO 的原因之一。
除了器件效率,每个电源转换器件的封装要有很高的传热效率,以更好地将热量从集成电路中传导出去,这也很重要。
凌力尔特公司的汽车应用专用器件采用传热效率最高的封装。
DFN 以及 MSOP 和TSSOP 等无引线封装全部采用耐热增强型设计,这些封装的底部有导热焊盘,这使热阻减少了 2 倍多。
为了满足最苛刻的高温应用需求 (比如:引擎罩内的应用),凌力尔特公司推出了 H 级转换器系列,视具体器件而定,这个系列的器件可在140℃或150℃的结温下工作。
表 2 全面反映了这个系列器件的性能。
转换拓扑包括 LDO、高压单片开关稳压器和控制器。
例如:一个应用以 12V 输入工作,产生稳定的 5V 电压同时提供 1A 输出电流,这时 LDO 的效率仅为 41%,浪费 7W 功率,这样即使在80℃时就需要一个很大的散热器,以防止过热导致故障。