高频汽车电源设计

摘要：IC设计中，把高频率的开关电路和高电压电路结合在一起是一件非常困难的事情。然而，在提供适当高压保护的前提下，设计高频汽车电源是完全可行的。随着汽车中集成越来越多的电子设备，对高频工作的需求也越来越迫切。本文讨论几种在汽车的嘈杂环境下保护低压电路的方法，包括噪声抑制的测试结果。高频汽车电源设计Oct15,2007摘要：IC设计中，把高频率的开关电路和高电压电路结合在一起是一件非常困难的事情。然而，在提供适当高压保护的前提下，设计高频汽车电源是完全可行的。随着汽车中集成越来越多的电子设备，对高频工作的需求也越来越迫切。本文讨论几种在汽车的嘈杂环境下保护低压电路的方法，包括噪声抑制的测试结果。概述对于电源系统设计人员来说，电路密度的提高既是挑战也是机会。多数汽车电子模块要求低压供电，如5V、3.3V。如果通过线性降压方案将电池电压转换成所需电压，会消耗过多的能量。过多的功率耗散则会提高温度管理系统的设计难度和成本，随着处理器和ASIC工作速度的提升，需要消耗更大功率，这就要求使用结构复杂的高效开关转换器取代简单的低成本、低效率线性电源。开关转换器的优势工作在高开关频率的电源允许选用小尺寸有源元件，如电感、电容，由此可见，开关电路的尺寸取决于电源工作频率。一个高效转换器不仅能够降低功耗，还可以节省空间和昂贵的散热器。因此，使用开关转换器可以使电源模块的总尺寸减小。考虑到这些优点，开关转换器成为车身控制、信息系统、引擎控制电路的理想电源管理方案。开关转换器的选择开关频率对于开关转换器设计非常重要，因为开关电源的很多问题都与工作频率有关。开关频率和它的高次谐波会对其他电路产生电磁干扰，例如，一个调幅收音机对于530kHz到1710kHz的干扰非常敏感。开关频率超过1710kHz时才能消除基波和高次谐波的干扰。测试数据显示，中等电压、高频处理器配合简单的保护电路，正如Maxim产品所采用的架构，可以提供完美的汽车电源管理方案。所以，设计人员不需要高压控制方案即可设计合理的开关转换器。随着开关频率的增加，电路的能量损耗会增大，这在一定程度上削弱了高频工作的优势。因为开关的损耗与工作电压的平方成正