汽车信息娱乐、仪表盘和远程信息处理需要灵活的稳压器

汽车信息娱乐系统、仪表盘主机和远程信息处理需要专用的前端稳压器，以承受负载突降、启停和电池冷启动。使用专用稳压器会降低由于产量小而导致的购买力，从而延长设计周期和上市时间。为了应对这些挑战，可配置为升压或SEPIC或反激式转换器的灵活前端PWM控制器具有规模经济和易于重用的明显优势。

介绍

现代汽车需要数十个电子控制单元（ECU），每个电子控制单元通过车载前端稳压器的中介从汽车电池中获取电力。典型的应用示例是仪表盘和信息娱乐主机（图 1）、汽车收音机和远程信息处理。

前端稳压器必须满足汽车环境中固有的许多挑战，如高效率、小尺寸、电池负载突降、冷启动和EMI。

该设计解决方案引入了一种灵活的控制器IC，支持多种架构，并大大简化了汽车前端稳压器设计。这款创新的升压/SEPIC/反激式控制器 IC 解决了 PCB 占板面积小、采购量大、周期时间短等技术挑战。

典型汽车系统

图2所示为高级汽车系统，包括信息娱乐、仪表盘、音频和远程信息处理。

图2.典型的汽车系统。

汽车信息娱乐主机将娱乐、多媒体、导航和驾驶员信息整合到一个模块中。它们的电源通常通过强大的预升压前端稳压器（图 2 和图 3）直接连接到主电池，能够处理可变输入电压，并在车辆的整个生命周期内可靠地承受冷启动和抛负载事件。它们还必须具有高开关频率，以最大限度地减小解决方案尺寸并最大程度地减少电磁干扰（EMI）。

图3.预升压前端转换器。

汽车电子仪表盘数字显示屏上报速度、时间、温度等有用信息。至于信息娱乐部分，其电子设备由强大的前端升压稳压器供电。

汽车远程信息处理是现代商用车的必备功能，可跟踪遥测数据，包括位置、速度、车辆故障和驾驶行为。此功能的重要性要求采用具有输入至输出隔离的电源解决方案，以增强容错能力，这可通过SEPIC配置获得（图2和图4）。

图4.预升压SEPIC转换器。

最后，随着汽车娱乐变得越来越复杂，音频功率预算被推到了极限。对电源紧缩的响应是使用高效率D类放大器，该放大器需要由高效前端升压转换器提供相对较高的输入电压（图2）。

集成解决方案

例如，MAX25200和MAX25201是一系列高性能、电流模式PWM控制器，具有1.5μA （典型值）关断电流，适用于具有宽输入电压范围的升压转换器。4.5V至36V输入工作电压范围使这些器件非常适合汽车应用，例如使用MAX25201（图3）或通用SEPIC（图4）的前端预升压，或使用MAX25200的反激式电源。具有5V输出电压的内部低压差稳压器使MAX25200和MAX25201系列能够直接采用汽车电池输入工作。启动后，输入工作范围可扩展到低至 1.8V，以确保在冷启动或启停条件下可靠运行。图5显示了输出电压的完整性（V外） 存在冷启动欠压 （V支持).

图5.输出抗冷启动能力。

MAX25200的abd NAX25201开关频率工作（高达2.2MHz）可降低输出纹波，避免AM频段干扰，并允许使用更小的外部元件。开关频率可通过电阻调节，范围为 220kHz 至 2.2MHz。或者，频率可以同步到一个外部时钟。图6显示了升压控制器在各种输入电压下的高效率，输出电压为24V，FPWM为400kHz。

图6.高效升压转换器。

MAX20200和MAX25201系列可通过旁路模式进一步提高系统效率。例如，如果MAX25201工作在PWM（SYNC引脚上拉高）模式，当V时，高边驱动器为100%占空比在> V外，不管负载如何。若MAX25201工作在SKIP （SYNC引脚拉低电平）模式，当V电压为时，高边驱动器仅在中重负载（如4A>）下具有100%占空比在> V外.

还集成了可编程软启动功能，升压控制器输出电压开始使用软启动开始上升。扩频选项可用于改善系统 EMI 性能。该器件具有 PGOOD 监视器和欠压锁定功能。保护功能包括逐周期电流限制和热关断。MAX25200和MAX25201系列工作在-40°C至+125°C汽车级温度范围，采用耐热性能增强型16引脚TQFN-EP封装。

结论

现代汽车配备了多种功能，从信息娱乐到集群主机和远程信息处理。前置稳压器必须承受电池的可变性并适应每个特定功能。我们 回顾 了 每 个 功能 的 挑战， 并 提出 了 一种 灵活、 高性能 的 电流 模式 PWM 控制器， 该 控制器 可 配置 为 前端 预 升压 或 通用 SEPIC， 或 反激 式 电源 支持。它的易重用性带来了大批量，从而提高了购买力，并通过提供非常灵活的设备来帮助缩短设计周期时间。

审核编辑：郭婷