近年来，各种车载应用已在汽车上安装使用，但这给工程师设计电源电路带来了许多挑战。工程师需要在短时间内解决各种设计问题，如降低噪声、减少电路面积、降低功耗以及使器件符合 ASIL 标准等。针对这些问题，可使用由 ADI (Maxim) 的电源集成电路。本文将介绍汽车应用电源电路中的典型挑战、用于汽车应用的 ADI (Maxim) 电源 IC 特性以及推荐产品。
汽车应用电源设计问题
抑制噪音
随着电气化、自动驾驶和 ADAS (高级驾驶辅助系统) 等技术的迅速普及，从仪表到驾驶控制的车载应用不断增加，且它们与人类生活直接相关，因此车载应用需要具备高安全性和可靠性。在这种情况下，如何抑制噪声就成为电源设计中的一个主要问题。
汽车应用具有非常严格的标准，例如 CISPR25，它可避免因噪声引起的故障。ADI (Maxim) 电源 IC 结合了多种技术来降低 EMI 噪声，如下图 (图1) 所示，内部布线采用了倒装芯片结构代替传统的焊线连接。由于不再需要受高噪声影响的导线，ADI (Maxim) 电源 IC 即使在高开关频率下也可以降低噪声。
图1 内部布线采用倒装芯片结构
下图 (图2) 为 MAX2040x 系列封装结构图，在封装内部，输入 (SUP) 和接地 (PGND) 具有对称结构，可有效抑制 EMI 噪声。此外它还通过使用扩频技术来降低 EMI，它的最小导通时间很短，可在 2MHz 的开关频率下运行，通过使用 ADI (Maxim) 电源 IC，可以有效解决噪声问题。
图2 MAX2040x 系列封装结构图
小型化
汽车应用电源设计另一个主要挑战是电源电路的小型化问题。近年来，受汽车应用小型化趋势的影响，电源电路的安装空间变得越来越小。电源电路由电源 IC 、电感、电阻、电容等多个元件组成，在进行小型化设计时，必须综合考虑包括外围元件的电路面积、元件数量、功率密度、发热量、成本等因素。ADI (Maxim) 电源 IC 解决方案与典型电源 IC 相比，空间面积减少了大约 60%。促成这一目标实现的技术之一是采用了 90nm 工艺芯片尺寸来提高功率密度，倒装芯片结构也有助于封装的小型化。
另外 ADI (Maxim) 电源 IC 内置 FET 具有出色的响应能力和低导通电阻，这可以减少输出电容器和温度控制装置等外围元件，还提供固定输出和固定频率选项，从而减少外部元件数量。总而言之，如下图 (图3) 所示，ADI (Maxim) 电源 IC 可显著缩小电源电路的整体尺寸。
图3 ADI (Maxim) 电源 IC 显著缩小电源电路尺寸
ADI (Maxim) 电源 IC 系列产品
高扩展性 P90 系列：MAX20404/5/6、MAX20408/10
接下来将具体介绍 ADI (Maxim) 推荐用于汽车电源电路设计的 IC 解决方案，它们都有助于解决降低噪音和小型化等关键问题。P90 系列，如 MAX20404/5/6 和 MAX20408/10 等 90nm 工艺器件，因其高扩展性而极具吸引力，下图 (图4) 显示了 MAX20404/5/6 的主要特性。
ADI 具有丰富的产品阵容，相同的基底面可支持 4、5、6、8 和 10A 的广泛电流范围，这些器件常用于汽车初级电源 (12V 系统)。近年来，由于企业需要将产品快速推向市场，使得工程师的设计时间变得极为紧张。通过采用高度可扩展的 P90 系列产品，可为多种应用部署具有通用尺寸的电源电路，也可以转移设计资产能力，从而缩短开发时间、降低成本，并提高设计灵活性。
图4 MAX20404/5/6 的主要特性
具有 3.5μA 超低Iq：MAX25231/232/223、MAX20075D/6D/7/9
作为超低 Iq 系列发布的 MAX25231/232/223 和 MAX20075D/6D/7/9，可显著降低功耗，它们被广泛应用于低功耗需求的汽车应用中。由于车载应用内部配备了各种控制板，每个功能都有功耗限制，这往往成为 OEM 产品的一大挑战，因此静态电流 (Iq) 值是关键的考虑因素之一。超低 Iq 系列器件，包括 MAX20075，提供 3.5μA 的极低 Iq 值，关注 OEM 产品功耗限制的工程师可加以考虑，下图 (图5) 为 MAX20075D/6D/7/9 主要特性：
图5 MAX20075D/6D/7/9 主要特性
符合 ASIL 标准：MAX20411 和 MAX20011
MAX20411 和 MAX20011 符合 ASIL-D 汽车安全标准。Maxim 的加入，使 ADI 符合 ASIL 标准的电源 IC 产品阵容更加强大，它们是汽车信息娱乐系统、集群系统、ADAS ECU、逆变器和摄像头模块的理想选择，非常适合汽车信息娱乐系统、集群系统、ADAS ECU 、逆变器和摄像头模块等。
ADI (Maxim) ASIL 电源阵容不仅实现了电源 IC 中的一般保护功能，还有各种监控功能和自诊断所需的功能，这是一款可满足 ASIL 严格安全要求标准的电源 IC。本文所介绍的 ADI (Maxim) 电源 IC 非常适合解决汽车应用电源电路设计问题，并且所推出的每种器件均提供评估板。
应用实例
ADAS (高级驾驶辅助系统)
车载摄像头模块
电动汽车
