多數(shù)汽車的電源架構(gòu)在設(shè)計時都要遵循最基本的原則，但不是每個設(shè)計師都對這些原則有很透徹的了解。本文將對汽車電源設(shè)計應(yīng)遵循的六大基本原則進行一一的講解，讓設(shè)計師的基本功更加扎實。

　以下是汽車電源架構(gòu)在設(shè)計時需要遵循的六項基本原則。

　　1、輸入電壓VIN范圍：12V電池電壓的瞬變范圍決定了電源轉(zhuǎn)換IC的輸入電壓范圍

　　典型的汽車電池電壓范圍為9V至16V，發(fā)動機關(guān)閉時，汽車電池的標(biāo)稱電壓為12V；發(fā)動機工作時，電池電壓在14.4V左右。但是，不同條件下，瞬態(tài) 電壓也可能達(dá)到±100V。ISO7637-1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義了汽車電池的電壓波動范圍。圖1和圖2所示波形即為ISO7637標(biāo)準(zhǔn)給出的部分波形，圖中顯 示了高壓汽車電源轉(zhuǎn)換器需要滿足的臨界條件。除了ISO7637-1，還有一些針對燃?xì)獍l(fā)動機定義的電池工作范圍和環(huán)境。大多數(shù)新的規(guī)范是由不同的OEM 廠商提出的，不一定遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，任何新標(biāo)準(zhǔn)都要求系統(tǒng)具有過壓和欠壓保護。

　　2、散熱考慮：散熱需要根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的最低效率進行設(shè)計

　　空氣流通較差甚至沒有空 氣流通的應(yīng)用場合，如果環(huán)境溫度較高（》 30°C），外殼存在熱源（》 1W），設(shè)備會迅速發(fā)熱（》 85°C）。例如，大多數(shù)音頻放大器需要安裝在散熱片上，并需要提供良好的空氣流通條件以耗散熱量。另外，PCB材料和一定的覆銅區(qū)域有助于提高熱傳導(dǎo)效 率，從而達(dá)到最佳的散熱條件。如果不使用散熱片，封裝上的裸焊盤的散熱能力限制在2W至3W （85°C）。隨著環(huán)境溫度升高，散熱能力會明顯降低。

　　將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓（例如：3.3V）輸出時，線性穩(wěn)壓器將損耗75%的輸入功率，效率極低。為了提供1W的輸出功率，將會有3W的功率作為熱量消耗 掉。受環(huán)境溫度和管殼/結(jié)熱阻的限制，將會明顯降低1W最大輸出功率。對于大多數(shù)高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸出電流在150mA至200mA范圍時，LDO 能夠提供較高的性價比。

　　將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓（例如：3.3V），功率達(dá)到3W時，需要選擇高端開關(guān)型轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器可以提供30W以上的輸出功率。這也正是汽車電源制造商通常選用開關(guān)電源方案，而排斥基于LDO的傳統(tǒng)架構(gòu)的原因。

　　大功率設(shè)計（》 20W）對于熱管理要求比較嚴(yán)格，需要采用同步整流架構(gòu)。為了獲得高于單個封裝的散熱能力，避免封裝“發(fā)熱”，可以考慮使用外部MOSFET驅(qū)動器。