伴隨著電子技術的迅速發展,汽車電子技術在系統的網絡化、體積的微小化、系統集成等方面的研究取得了長足進步,汽車電子技術的未來發展趨勢朝著信息化、安全、綠色、環保、高效、節能的方向發展。特別對于安全而言,始終是重中之重的話題。
進入自動駕駛和汽車電動化時代,安全的定義范圍和內涵進一步得到擴充和強化,這不僅體現在汽車主動、被動安全系統中各種傳感器的先進性、中央處理/控制/執行單元的響應速度和算法的精確性、車載網絡安全性等等大家常討論的議題,還對遍布全車的電源技術提出了更高的要求,對于用電池、電機、電控變革了汽車傳統動力系統的新能源汽車來說,電源技術的進步更是愈發重要。
圖1:ADI致力于為汽車的電源管理提供領先的創新方案。
無論對于電池管理、雷達系統、測量測控單元、動力總成還是信息娛樂系統、車燈照明等等,在汽車相關電源產品領域的變遷過程中,“安全可靠”也始終是一個關鍵詞。而在ADI公司提供的創新電源解決方案中,這一點可能反映為超低噪聲(電磁干擾)、電池主動均衡和能量優化(安全駕駛更長距離)、高低壓雙向轉換、新的浪涌和高壓保護機制等等技術特性,這些技術讓系統實現高能效、優化EMC和PCB空間,提高安全可靠性,適合滿足自動駕駛和新能源汽車系統性能和安全性要求。
例如,針對汽車系統中不同電壓共存在情況,LTC3871的設計思路就是如ADILorry所介紹的,“日益復雜的車載電子功率增加帶來的電流增加伴隨的更粗的電纜提供更大的電流能力。48V系統的出現,是為了優化電纜和車身布線,但是很多系統裝備,依然在短期內沒法向48V系統遷移,因此相當一段時間內,會出現48V系統和12V系統共存的局面,把一個48V的電池組和12V的電池組連接起來,可以雙向供電,并對48V和12V系統進行管理。這樣就可以保證在整個汽車系統安全運行的問題。”
圖2:針對48V/12V雙電池應用的雙向多相同步降壓/升壓控制器方案。
為此,Lorry還在現場為各位媒體展示了上圖這樣的一個系統板,并解釋到:“它的轉換功率有2.5千瓦,能夠提供非常好的穩定性。這個在新一代48V系統的汽車里面是非常標準的配置,也可實現雙向電壓轉換。”
而從汽車系統的安全性和可靠性來講,汽車還會因為電瓶和越來越復雜的系統而在啟動時或受到意外干擾時會出現瞬間高壓情況,而這很可能導致組件的壞損。傳統的解決方案是加TVS管,但它有比較大的體積和相對高的重量等缺點。那么ADI是怎么解決的呢?
Lorry解答到:“我們考慮Surge Stopper,通過反饋和MOSFET控制把瞬間脈沖的干擾電源尖峰部分全部消掉,確保輸出電壓在我們設定的標準范圍之內,車身系統系統會更加安全。再結合可控的電源工藝,車身系統就不會因為意外的干擾造成組件損壞。”
圖3:可替代TVS和保險絲的浪涌抑制器方案。
激光雷達、普通雷達、相關測量測控單元是未來自動駕駛非常核心和關鍵的平臺。Lorry介紹說,因為雷達和激光雷達的精度和性能、穩定性非常重要,所以針對雷達、射頻、高頻應用,ADI推出了全球噪聲最低的幾款電源:如LT3042、LT3045,噪聲只有0.8微伏,與電池差不多。正是這樣技術的推動和發展,使ADI能夠為自動駕駛領域提供更好的性能和可靠性,推動產業的發展。
圖4:77/79GHz汽車雷達應用的理想LDO選擇。