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汽车电源管理IC:到底是集成还是分立?

导读: 由于手机行业对于基板空间的要求极为严苛,手机电源管理IC的SoC化趋势已经十分明显,然而目前正有越来越多的模拟电路大厂开始推出车用电源管理IC的SoC解决方案。究竟是分立,还是集成?手机电源管理市场曾经一度热议。未来这一争端也将向汽车行业延伸?

  OFweek电源讯:由于手机行业对于基板空间的要求极为严苛,手机电源管理IC的SoC化趋势已经十分明显,然而目前正有越来越多的模拟电路大厂开始推出车用电源管理IC的SoC解决方案。究竟是分立,还是集成?手机电源管理市场曾经一度热议。未来这一争端也将向汽车行业延伸?

  车用电源管理SoC不断推出

  越来越多模拟电路大厂开始推出车用电源管理IC的SoC解决方案。

  “绿色环保”概念在全球范围内已经深入人心,而电源管理技术在提高产品功率效率方面发挥着重要作用,广泛应用于照明、电信、电网、家电、汽车等几乎所有电子设备之中。由于受SoC化设计趋势的影响,近年来电源管理IC技术表现出越来越强的集成化趋势。“特别是在便携设备领域这一趋势已十分明显。”安森美半导体中国区应用工程总监吴志民告诉记者,“为了配合消费者对纤薄外形的需求,设计人员的一项可行策略就是选择集成多种功能的主芯片组,同时选用高集成度的电源管理集成电路(PMIC)简化设计,使控制电源所需的资源减至最少,并将外形因数保持在可控范围之内。”

  目前这一趋势正向汽车电子领域蔓延,越来越多模拟电路大厂开始推出车用电源管理IC的SoC解决方案。英飞凌科技近日发布两款基于ARM Cortex-M3内核,并集成了非易失存储器、模拟和混合信号外设、通信接口、MOSFET栅极驱动器的嵌入式电源管理IC。其中,TLE987x系列适用于三相(无刷直流)电机,TLE986x系列适用于二相(直流)电机。英飞凌汽车电子事业部系统应用副总裁Hans Adlkofer表示:“这种系统芯片方法结合了强大的微控制器、栅极驱动器以及所有必要的传感、控制和驱动功能,能够提供更低的系统成本、更高的可靠性以及更低的系统复杂性。”

  安森美半导体推出的两款PMIC适合于汽车动力系统及车厢内应用。安森美半导体汽车产品分部总监Jim Alvernaz表示:“NCV8876是能够针对汽车电池电压状况自动作出反应的现成器件,而其他可选方案要么要求设计定制专用集成电路,要么基于分立元件,但提供慢得多的响应时间。NCV896530由于提供2.1MHz开关频率,不会与调幅(AM)频段相互干扰,因为它的两个通道彼此180°异相,电压轨上的峰值电流需求大幅下降。”

  美信半导体则针对汽车仪表盘应用,推出高集成度汽车电源管理芯片MAX16993。美信半导体表示,该方案集成了一个高开关频率控制器和两路输出转换器(每个转换器可输出3A电流),与传统分立方案相比,可节省50%以上的基板面积。

  集成化方案需求增长

  集成化的电源管理IC可有效降低系统设计的复杂性,节约基板空间,同时降低系统成本。

  “设备正变得越来越复杂和需要更先进的电源管理解决方案来帮助设计工程师克服在添加更多功能特性、更高分辨率显示屏和更快更复杂处理器时遇到的挑战。这需要更高效的升压-降压稳压器以及充电技术,特别是电源管理技术。”Intersil基础设施和工业电源产品高级副总裁Mark Downing表示。目前,汽车上使用的半导体产品种类和数量一直在增加,这导致现今汽车设计中的一项很有讽刺意味的情况:能源效率越来越高,但其承载的电气要求却越来越多。这些要求包括了从一系列安全相关功能到车内舒适性、联通性和娱乐功能的方方面面,例如基本的AM/FM收音机、卫星无线电、多媒体系统接口、GPS、蜂窝支持、Bluetooth、WiFi等。这又进一步带来了对电源管理等先进技术的需求。

  “动力总成系统的电气化使半导体产品对汽车运动和性能具有更重要的意义。另外,车载信息娱乐和安全应用程序也在增多,使得电源管理芯片在改善电动及混合动力汽车能源效率方面扮演的角色越来越重要。而集成化的电源管理IC可有效降低系统设计的复杂性,节约基板空间,同时降低系统成本。”Hans Adlkofer表示。除了众所周知的汽车基本电源问题之外,还有一些新问题出现。如越来越多的汽油引擎汽车采用“启停模式”以降低油耗:在停车标示以及等红灯或类似情况时关闭引擎,然后当驾驶员踩下油门踏板时,在不足1秒的时间内重新启动引擎,可将空转油耗降至最低。然而,汽车每次停止后再重新启动,都会对电气系统造成抛负载和瞬态影响。而在走走停停的交通环境下,这种现象非常频繁发生。较好的解决方法就是采用高度集成的电源管理IC。这些IC提供多个直流电源,专门针对汽车环境而设计。

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