汽车信息娱乐系统对电源供电需求的设计原理

        随着汽车中使用的电子元件数量不断快速增多，我们可以预期电源转换集成电路会面临更多设计挑战：有些器件需要稳定的电压输入、低静态电流和低噪声，而另一些器件则需要为满足LED照明等特定应用的需求而专门定制，所有器件都需要占板面积更小、效率尽可能高。

　　汽车中每年都在不断增加越来越复杂的电子系统。市场调查公司IC Insights预计，2008年汽车半导体市场将从2005年的125亿美元增长到超过181亿美元。另一家市场调查公司 Strategy Analytics 对这个市场的看法也同样乐观：今天，在汽车总成本中，电子系统成本所占比重超过20%，到2008年这个比重将超过30%。汽车中安装的电子系统包括信息娱乐系统、发动机管理、防撞雷达、卫星无线电设备和电视、免提蜂窝电话以及其它无线连接系统。这些系统过去常常只出现在欧洲“高档”豪华型汽车中，但是现在却正在集成到更多“主流”汽车中，这使得汽车集成电路市场的增长更加快。

　　增长最明显的领域之一是基于DVD/HDD的信息娱乐系统，这些系统是大多数中高档汽车的标准配置。这类系统于1997年首次推出，2006年全球销量预计将超过 1500万部。这种信息娱乐系统至少包括导航系统、AM/FM收音机和CD播放器，但是现在越来越多的系统增加了具有多个输出的DVD播放器、卫星无线电设备，甚至在某些情况下还增加了卫星电视。这些系统年复年地变得越来越复杂，还增加了面朝后的汽车摄像机、遇险通信系统、蓝牙兼容免提蜂窝电话等选项。

　　同时，这些系统中的元件数也在增多，而可用空间却在不断缩小。因此，任何实用的散热器都太大，系统无法容纳。这样一来，由于空间限制和工作温度要求，电源转换效率就成了关键因素。在低输出电压和甚至高于几百毫安的中等电流水平，简单使用线性稳压器产生这类系统所用电压都不再可行了，因为产生的热量太多。因此，主要由于热限制，开关稳压器正在取代线性稳压器。开关稳压器的高效率、小占板面积等好处与附带的复杂性和EMI问题相比，还是利大于弊的。

　　这些复杂的系统需要在可靠和紧凑的布局中有大量电压轨，为这样的系统设计开关电源给电源集成电路设计带来了新的挑战。图1说明了今天的信息娱乐系统的复杂性。

　　图1：现代信息娱乐系统。

　　典型的信息娱乐系统可能有 8 个或更多不同的电源，如8.5V(在欧洲是 8.5V，在日本是 9.5V)、5V、3.3V、2.5V、1.5V和1.2V。8V用作DVD电机电源，用于旋转盘片，这通常需要高达2A的峰值电流。5V和3.3V电源轨一般用于系统总线，通常都需要提供2A至3A电流。2.5V电源轨用于存储器和I/O，1A至2A电流足够了。1.5V和1.2V电源轨分别用于为CPU和DSP内核供电。这两种电压轨的功率级通常在3W至5W 之间。