汽车导航系统的DC/DC转换器选择指南
汽车环境的宽工作电压要求、大瞬变电压以及大温度漂移等因素共同作用下,电子系统面临着严酷的条件,本文介绍如何在性能要求变得愈加苛刻的条件下,设计多个电源电压以满足汽车电子系统不同部分的要求。
目前生产的大多数中高档汽车都配置了基于DVD的GPS导航系统作为标准设备(图1)。然而可以证实,如果想设计一个用于控制此类系统内不同电压轨的电源,其复杂程度丝毫不亚于设计笔记本电脑用的电源系统。一个标准的汽车导航系统有可能具有6个或更多的电源,包括8V、5V、3.3V、2.5V、1.5V和1.2V。8V电源用于给使光盘旋转的DVD电机供电;这常常需要高达2A的峰值电流。5V和3.3V电源轨通常为系统总线,一般要求各提供2A~3A的电流。2.5V电源轨用于存储器和I/O,因此输送1A~2A的电流便足够了。1.5V和1.2V电源轨分别用于提供CPU内核和DSP内核电压。这两个电源轨的功率电平一般均在3W~5W之间。
同时,随着这些系统中组件数目的增加,可用空间日渐狭小。因此,鉴于所有的实际散热器都很庞大以致于安装不便,出于对空间限制以及工作温度范围要求的考虑,转换效率的重要性变得更加突出。在低输出电压以及高于几百毫安的中等电流电平条件下,简单地采用一个线性稳压器来生成这些系统电压已不再可行。因此,在过去的几年里,主要由于散热方面的限制,开关稳压器一直在逐步取代线性稳压器。开关电源的优点包括较高的效率和较小的占位面积,这使得复杂度的增加以及EMI问题变得不那么重要。
如果考虑汽车导航系统中的开关稳压器限制条件,则其将需要拥有下列特点和特性:
- 宽输入工作范围
- 在一个宽负载范围内具有良好的效率
- 在正常操作、待机和停机状态下具有低静态电流
- 低热阻
- 最低的噪声和EMI辐射
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