近些年，很多汽車(chē)機(jī)械功能已經(jīng)被電子電路取代或改進(jìn)。其結(jié)果是，安裝在每輛汽車(chē)上的微處理器數(shù)量迅速上升，進(jìn)而增大了汽車(chē)電池的能量消耗。只要汽車(chē)引擎和交流發(fā)電機(jī)工作正常，這些電源消耗就不會(huì)存在問(wèn)題。

然而，當(dāng)關(guān)掉引擎，汽車(chē)電池必須馬上給各種系統(tǒng)提供所需的全部電流：擋風(fēng)玻璃的雨刷馬達(dá)、車(chē)窗升降器、調(diào)頻收音機(jī)／CD播放器／立體聲音響以及其他在大多數(shù)汽車(chē)內(nèi)都能找到的改善舒適環(huán)境的電了系統(tǒng)。即使當(dāng)全部乘客離開(kāi)汽車(chē)后，許多系統(tǒng)為了維持其工作狀態(tài)，仍會(huì)消耗一定的電流。盡可能降低這些靜態(tài)電流需要低靜態(tài)電流的線性穩(wěn)壓器或者是開(kāi)關(guān)模式與線性穩(wěn)壓器的組合。

交流電機(jī)能夠提供的功率

典型的汽車(chē)交流電機(jī)能夠提供大約3000w的功率，假定輸出電壓為14V，能夠?yàn)樨?fù)載提供200A以上的電流。即使空調(diào)完全打開(kāi)，汽車(chē)調(diào)頻收音機(jī)調(diào)到迪斯科模式，交流電機(jī)仍能驅(qū)動(dòng)車(chē)內(nèi)任何電子負(fù)載組合，尢需擔(dān)心靜態(tài)電流問(wèn)題。但是，如果汽車(chē)引擎關(guān)掉，則會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

汽車(chē)電池能夠支持所需全部功率，但時(shí)間很短！就小型車(chē)而言，汽車(chē)電池的典型容量大約為50Ah（安時(shí)）。理論上，它能在提供1A電流時(shí)連續(xù)工作50小時(shí)。若電流翻倍，則時(shí)間減半。例如，發(fā)動(dòng)汽車(chē)需要幾百安培電流，當(dāng)然時(shí)間很短，假定發(fā)動(dòng)汽車(chē)的平均電流為300A，則必須在10分鐘內(nèi)發(fā)動(dòng)引擎，不然電池就耗盡了。

另一個(gè)例子是照明，通常，一輛車(chē)有兩個(gè)50W的前燈和兩個(gè)20W的后燈，共消耗大約140W的能量。如果在離開(kāi)車(chē)子時(shí)忘了關(guān)車(chē)燈，它們將從12V電池吸取 11.5A的電流。假定電池是完全充滿的，那么車(chē)燈將在4個(gè)小時(shí)后自動(dòng)熄滅。事實(shí)上，車(chē)燈會(huì)在更短的時(shí)間內(nèi)熄滅，發(fā)動(dòng)引擎也不會(huì)需要10分鐘。

根據(jù)汽車(chē)的尺寸和種類(lèi)，汽車(chē)電池的典型容量從：36Ah到100Ah。幾種情況會(huì)減少汽車(chē)電池的實(shí)際容量。例如，外界溫度較低將會(huì)減緩電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)。-20℃時(shí)，可利用的電池容量只有初始容量的一半。越陳舊的汽車(chē)電池，可用容量就越低。經(jīng)常開(kāi)短途的汽車(chē)其電池會(huì)比跑長(zhǎng)途的汽車(chē)電池更快速地放電，通常，汽車(chē)需要行駛最少半小時(shí)后才能把電池充滿。如果汽車(chē)反復(fù)將電池放電到容量的30％，電池的充電次數(shù)大約為500次。因而，短途行駛會(huì)史快耗盡電池，并縮短電池壽命。需要每5年更換一次汽車(chē)電池。

高壓問(wèn)題

為了解決電池容量降低或耗盡問(wèn)題，汽車(chē)電子系統(tǒng)（即便是那些沒(méi)有常備功能或待機(jī)模式的系統(tǒng)）需要通過(guò)電源減小靜態(tài)電流。小型CMOS線性穩(wěn)壓器是較好的選擇，因?yàn)檫@些器件吸收非常少的靜態(tài)電流。例如，MAX1725只消耗2μA電流。不幸的是，電源必須允許較寬的輸入電壓范圍，以處理甩負(fù)載問(wèn)題。甩負(fù)載是指當(dāng)交流電機(jī)啟動(dòng)時(shí)在斷開(kāi)電池瞬間產(chǎn)生的高壓。

因?yàn)榻涣?a target="_blank">電機(jī)控制環(huán)路無(wú)法迅速閉合，斷開(kāi)電池時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很高的輸出電壓。這個(gè)高能脈沖在汽車(chē)內(nèi)部的中心地帶會(huì)鉗位到一個(gè)較低電壓。但汽車(chē)廠商仍然會(huì)告知他們的供應(yīng)商，在電源輸入端需要留有過(guò)壓余量。這個(gè)參數(shù)因汽車(chē)廠商的不同而不同，一般情況下，轎車(chē)的典型峰值為36V，卡車(chē)為58V，有時(shí)可能會(huì)更高。典型的甩負(fù)載脈沖持續(xù)十分之幾秒（圖1）。

功率耗散和溫度

高輸入電壓會(huì)直接引發(fā)下一個(gè)問(wèn)題，線性穩(wěn)壓器不僅能承受特定的高壓，還必須在輸出低電壓、大電流的情況下能夠耗散大量的功率。把汽車(chē)的13V典型輸入電壓轉(zhuǎn)化到5V、50mA輸出也許不是很困難，因?yàn)橹挥?00mW的功耗，在標(biāo)準(zhǔn)SO-8封裝能夠耗散的最大功率以內(nèi)。但在過(guò)壓情況下，36V輸入時(shí)功率耗散提高到1.5W。

任何封裝功率耗散能力都會(huì)在溫度升高時(shí)下降，因此，在較高溫度下耗散如此大的功率勢(shì)必存在問(wèn)題。這種情況下，普通的SO-8封裝芯片會(huì)迅速進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)，穩(wěn)壓器可能不被損壞，冷卻后還會(huì)再次恢復(fù)，但不滿足實(shí)際需求的要求。因?yàn)槲覀冃枰δ茈娐芬恢碧幱诩せ顮顟B(tài)，車(chē)載線性穩(wěn)壓器需要先進(jìn)的封裝提高功率耗散能力。

MAX5084等標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)線性穩(wěn)壓器可以工作在整個(gè)汽車(chē)級(jí)溫度范圍，它具備65V輸入范圍，50μA的典型靜態(tài)電流和200mA電流輸出。其6引腳 TDFN封裝配合裸露焊盤(pán)，能夠在+70℃下連續(xù)耗散1.9W的功率。當(dāng)然，任何封裝的散熱能力都會(huì)隨溫度的升高而下降（圖2），+125℃時(shí)，該封裝能夠耗散的功率仍然高于標(biāo)準(zhǔn)SO-8。其它器件特性包括：Kelvin檢測(cè)選項(xiàng)，可以直接控制負(fù)載端的輸出電壓，通過(guò)SET引腳設(shè)置3.3V、5V及其它輸出電壓，還可用于使能控制。如果不需要待機(jī)功能，可以禁止器件工作，使典型電源電流降至6μA。

降低常備功能電路的靜態(tài)電流

遙控門(mén)禁（RKE）系統(tǒng)的接收器（圖3）需要始終保持工作，以便時(shí)刻檢測(cè)遙控鑰匙發(fā)出的命令。由于不能關(guān)掉RKE接收器的電源，要求盡可能降低其靜態(tài)電流，特別是待機(jī)模式下的電流。一旦RKE喚醒，電路必須提供正常的工作電流。

我們必須通過(guò)降低靜態(tài)電流來(lái)優(yōu)化電源的利用。除了低靜態(tài)電流，對(duì)內(nèi)部線性穩(wěn)壓器的要求不算苛刻，只需簡(jiǎn)單提供輸入、輸出和接地端，因?yàn)榻邮掌饕恢北３止ぷ鳎⒉恍枰P(guān)斷和使能控制功能。我們需要密切關(guān)注電源輸出電壓的設(shè)置，一些線性穩(wěn)壓器通過(guò)外部電阻分壓器設(shè)置輸出電壓，但對(duì)這種應(yīng)用并不理想，請(qǐng)考慮以下情況。

MAXl470射頻接收器工作在3.3V電壓，為了降低靜態(tài)電流，我們不允許電阻分壓器消

耗較大的偏置電流，例如，最大2μA的電流，這樣的話，分壓電阻必須在1．65MΩ以上。可以得到這種芯片電阻，但高阻值會(huì)帶來(lái)其它問(wèn)題，例如，分壓器對(duì)失真比較敏感，這可能影響線性穩(wěn)壓器輸出電壓的精度。

另外一個(gè)使用外部電阻分壓器的缺點(diǎn)是：印刷電路板上污垢、灰塵等其它物質(zhì)的堆積會(huì)產(chǎn)生較厚的寄生層。寄生層形成的并聯(lián)阻抗將使得分壓器的高阻日益下降。這種污染的直接后果是輸出電壓緩慢、持續(xù)地變化和靜態(tài)電流的不斷增大。所以，對(duì)于固定輸出電壓的線性穩(wěn)壓器而言，內(nèi)置分壓器是首選方案。

基于這些考慮，MAX15006線性穩(wěn)壓器是非常理想的選擇（圖4），采用6引腳TDFN封裝，可以耗散1.5W功率，且提供3.3V或5V（或其它數(shù)值）的固定輸出電壓。MAX15006的輸入電壓范圍（最大到40V）允許直連汽車(chē)電池，空載時(shí)的靜態(tài)電流只有9.5μA（典型值）。對(duì)于1mA的負(fù)載來(lái)說(shuō)，在整個(gè)汽車(chē)溫度范圍內(nèi)，最大靜態(tài)電流只有19μA，當(dāng)最大負(fù)載電流變?yōu)?0mA時(shí)，靜態(tài)電流為110μA。因?yàn)镸AXl470接收器的最大供電電流為 10mA以下，所以MAX15006的性能完全符合要求。

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