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十年后消費者所駕駛的汽車會與他們如今在路上駕駛的汽車有很大不同。其中最主要的差異在于未來的汽車將采用更多電子部件，使得汽車更安全、能效更高，且駕駛樂趣更多。 伴隨著電子部件的增多，汽車的處理能力也將相應提升，從而催生出對元器件的更大需求。據德州儀器(TI)公司表示，每輛汽車中半導體器件的成本占到約250美元。因此，汽車成為該公司模擬芯片銷售策略的重要目標領域。 但是，汽車環境對于電子器件的要求非常嚴格。凌力爾特(LTC)電源產品部產品營銷經理TonyArmstrong指出，對于汽車電子系統而言，較寬的工作電壓要求、高瞬態電壓和寬溫度漂移等是非常苛刻的挑戰。 因此，隨著汽車中使用的電子元器件數增加，而其空間占用要求在降低。而效率則成為更加關鍵的因素。其結果是，模擬器件制造商正在定制從LED驅動器到開關穩壓器的一系列器件，以滿足汽車OEM的要求。這些要求包括寬輸入電壓工作范圍;寬負載范圍下的較高能效、正常工作期間的低靜態電流、待機和關斷;低熱阻;最低噪聲和EMI輻射;以及寬工作溫度范圍等。 凌力爾特、TI、美國國家半導體(NSC)和CatalystSemiconductor等公司正競相向市場推出滿足這些規范要求、同時又能遵從汽車環境對占用空間的限制的模擬芯片。 開關穩壓器與線性穩壓器對比 LTC的Armstrong認為，在低輸出電壓和中等電流級別，采用線性穩壓器來驅動系統電壓不切實際。他表示，在這種應用中，熱限制使得需要用開關穩壓器替代線性穩壓器。 “盡管開關穩壓器會比線性穩壓器產生更多噪聲，但其效率卻高得多，”Armstrong解釋道，“只要開關按預期運行，許多敏感應用中的噪聲和EMI水平還是可以進行控制的。如果開關穩壓器在標準模式下以恒定頻率開關，并且開關邊沿整齊、可預測，且無過沖，頻率的分布就會小而緊密，從而最大程度地降低EMI輻射。” 汽車應用的開關穩壓器需要能夠在3V～60V的寬輸入電壓范圍下工作。Armstrong表示，60V額定電壓為通常鉗位在36V～40V范圍的14V系統提供了很好的裕量。 凌力爾特最近推出了H級型號的LT3437降壓開關穩壓器。該器件的工作電壓范圍為3.3V～60V連續輸入，能夠耐受高達80V的瞬態電壓。其500mA的內部開關可在電壓低至1.25V的條件下提供高達400mA的連續輸出電流。它在突發模式下工作時，可將無負載靜態電流降低至100mA以下，從而最大程度地延長了常態開機應用中的電池使用壽命。H級型號的LT3437器件可在140℃的結溫下工作，而E級和I級型號則只能在125℃的最高結溫下工作。其它特性包括低于1mA的關斷電流、200kHz的開關頻率、軟啟動功能以及0.8Ω導通電阻的飽和開關設計。 圖：這款200kHz的單片降壓開關穩壓器的工作電壓范圍為3.3V～60V連續輸入，可忍受高達80V的瞬態電壓，從而使其非常適合汽車應用。 在開關穩壓器方面，TI也推出了帶降壓/升壓功能的TPIC74100-Q1器件。該器件允許用戶擴大輸入電壓范圍，甚至擴大至器件的輸出電壓以下。這個功能可在汽車低溫冷起動工作期間(如起動引擎時)確保完全工作。該器件的其它特性包括低待機電流、高效率和高達45V的輸入電壓能力。除了開關穩壓器，線性穩壓器也是TI的汽車器件產品線的一部分，其TLE4275-Q1線性穩壓器提供低靜態電流，可以幫助客戶節省即便汽車未行駛時也需要供電的應用中的電池電量消耗。 而為了驅動降壓應用中的高亮度LED，CatalystSemiconductor公司開發了一款可以取代線性穩壓器、且更簡單更小巧的降壓轉換器。CAT4201采用T-SOT-23封裝，能以高達94%的效率驅動高亮度的350mALED。CAT4201采用了Catalyst的開關控制算法，這種算法據稱可以降低系統復雜程度并提高效率。它可在高達24V電源電壓下，使用RSET控制電阻來將可供調節的LED電流預設為高達350mA，從而提供更好的感應器控制，并且無須使用專用散熱器。內置的負荷泵保護功能允許安全地處理40V的瞬態電壓，從而優化了CAT4201在汽車指示燈和包括轉向信號燈、剎車燈和地圖閱讀燈在內的照明應用中的性能表現。 LED照明應用中的模擬IC TI公司混合信號汽車產品部產品營銷經理MarkGary表示，在汽車應用中，憑借在亮度、可靠性和設計靈活性方面的優勢，LED正逐步取代白熾燈。目前，在汽車電子方面，TI提供了面向從動力系統到剎車及至信息娛樂系統等一系列具體應用的解決方案。為從電源軌、剎車到音頻信息娛樂等應用提供解決方案的，由于亮度、可靠性和設計靈活性，。 Gary表示，“根據采用LED的應用領域的不同，TI的解決方案眾多，其中包括提供具有高效率、與電池電壓變化無關(如信息娛樂應用中的屏幕背光應用)的恒流方案，也包括分別通過串行接口采用不同顏色控制多個LED(如汽車儀表板或汽車溫度控制)的方案。” 總的來說，TI在LED照明方面的主要器件包括TPS61042低功率DC/DC升壓轉換器和TLC59xx系列8位和16位恒流LED驅動器。 此外，美國國家半導體也提供一系列的高亮度LED驅動器。其LM3402據稱可實現95%的效率，能驅動高達525mA的電流。LM3402LED驅動器存在兩個型號，能夠提供6V～42V或6V～75V的寬輸入電壓范圍。其帶受導通時間、能與外部電阻耦合的磁滯控制功能允許根據需要調整轉換器輸出電壓，從而為不同數量和類型的串行和串/并連接LED陣列提供恒流驅動。 這家模擬芯片制造商還面向汽車市場提供其LM4562/LME49860高保真音頻運算放大器，這些器件可充當線路驅動器/接收器、有源濾波器、緩沖器或前置放大器。其中，34VLM4562實際上通過0.00003%的總諧波失真+噪聲(THD+N)消除了失真。34V和44V音頻運放可以提供出色音頻性能和信號調節所需的關鍵指標，如2.7nV/Hz的噪聲密度、60Hz的1/f噪聲轉角以及600Ω的輸出驅動。 為了確保能夠驅動最具挑戰性的負載而不進行性能折衷，國半的運放提供20V/ms的斜率以及55MHz的增益帶寬。LME49860在±2.5V～22V的電源電壓范圍下具備一致的增益穩定性，并且提供26mA的輸出電流能力。 在這種電源范圍下，該放大器可保持120dB以上的共模抑制比和電源抑制比，以及10nA的典型低輸入偏置電流。據國半表示，LME49860可在驅動高達100pF的電容負載的同時保持高性能。 |
