伴隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，汽車(chē)電子技術(shù)在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、體積的微小化、系統(tǒng)集成等方面的研究取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，汽車(chē)電子技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)朝著信息化、安全、綠色、環(huán)保、高效、節(jié)能的方向發(fā)展。特別對(duì)于安全而言，始終是重中之重的話題。

進(jìn)入自動(dòng)駕駛和汽車(chē)電動(dòng)化時(shí)代，安全的定義范圍和內(nèi)涵進(jìn)一步得到擴(kuò)充和強(qiáng)化，這不僅體現(xiàn)在汽車(chē)主動(dòng)、被動(dòng)安全系統(tǒng)中各種傳感器的先進(jìn)性、中央處理/控制/執(zhí)行單元的響應(yīng)速度和算法的精確性、車(chē)載網(wǎng)絡(luò)安全性等等大家常討論的議題，還對(duì)遍布全車(chē)的電源技術(shù)提出了更高的要求，對(duì)于用電池、電機(jī)、電控變革了汽車(chē)傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的新能源汽車(chē)來(lái)說(shuō)，電源技術(shù)的進(jìn)步更是愈發(fā)重要。

圖1：ADI致力于為汽車(chē)的電源管理提供領(lǐng)先的創(chuàng)新方案。

無(wú)論對(duì)于電池管理、雷達(dá)系統(tǒng)、測(cè)量測(cè)控單元、動(dòng)力總成還是信息娛樂(lè)系統(tǒng)、車(chē)燈照明等等，在汽車(chē)相關(guān)電源產(chǎn)品領(lǐng)域的變遷過(guò)程中，“安全可靠”也始終是一個(gè)關(guān)鍵詞。而在ADI公司提供的創(chuàng)新電源解決方案中，這一點(diǎn)可能反映為超低噪聲(電磁干擾)、電池主動(dòng)均衡和能量?jī)?yōu)化(安全駕駛更長(zhǎng)距離)、高低壓雙向轉(zhuǎn)換、新的浪涌和高壓保護(hù)機(jī)制等等技術(shù)特性，這些技術(shù)讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高能效、優(yōu)化EMC和PCB空間，提高安全可靠性，適合滿足自動(dòng)駕駛和新能源汽車(chē)系統(tǒng)性能和安全性要求。

例如，針對(duì)汽車(chē)系統(tǒng)中不同電壓共存在情況，LTC3871的設(shè)計(jì)思路就是如ADILorry所介紹的，“日益復(fù)雜的車(chē)載電子功率增加帶來(lái)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(tǒng)的出現(xiàn)，是為了優(yōu)化電纜和車(chē)身布線，但是很多系統(tǒng)裝備，依然在短期內(nèi)沒(méi)法向48V系統(tǒng)遷移，因此相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)48V系統(tǒng)和12V系統(tǒng)共存的局面，把一個(gè)48V的電池組和12V的電池組連接起來(lái)，可以雙向供電，并對(duì)48V和12V系統(tǒng)進(jìn)行管理。這樣就可以保證在整個(gè)汽車(chē)系統(tǒng)安全運(yùn)行的問(wèn)題。”

圖2：針對(duì)48V/12V雙電池應(yīng)用的雙向多相同步降壓/升壓控制器方案。

為此，Lorry還在現(xiàn)場(chǎng)為各位媒體展示了上圖這樣的一個(gè)系統(tǒng)板，并解釋到：“它的轉(zhuǎn)換功率有2.5千瓦，能夠提供非常好的穩(wěn)定性。這個(gè)在新一代48V系統(tǒng)的汽車(chē)?yán)锩媸欠浅?biāo)準(zhǔn)的配置，也可實(shí)現(xiàn)雙向電壓轉(zhuǎn)換。”

而從汽車(chē)系統(tǒng)的安全性和可靠性來(lái)講，汽車(chē)還會(huì)因?yàn)殡娖亢驮絹?lái)越復(fù)雜的系統(tǒng)而在啟動(dòng)時(shí)或受到意外干擾時(shí)會(huì)出現(xiàn)瞬間高壓情況，而這很可能導(dǎo)致組件的壞損。傳統(tǒng)的解決方案是加TVS管，但它有比較大的體積和相對(duì)高的重量等缺點(diǎn)。那么ADI是怎么解決的呢?

Lorry解答到：“我們考慮Surge Stopper，通過(guò)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?cè)O(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，車(chē)身系統(tǒng)系統(tǒng)會(huì)更加安全。再結(jié)合可控的電源工藝，車(chē)身系統(tǒng)就不會(huì)因?yàn)橐馔獾母蓴_造成組件損壞?！?/span>

圖3：可替代TVS和保險(xiǎn)絲的浪涌抑制器方案。

激光雷達(dá)、普通雷達(dá)、相關(guān)測(cè)量測(cè)控單元是未來(lái)自動(dòng)駕駛非常核心和關(guān)鍵的平臺(tái)。Lorry介紹說(shuō)，因?yàn)槔走_(dá)和激光雷達(dá)的精度和性能、穩(wěn)定性非常重要，所以針對(duì)雷達(dá)、射頻、高頻應(yīng)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(shù)的推動(dòng)和發(fā)展，使ADI能夠?yàn)樽詣?dòng)駕駛領(lǐng)域提供更好的性能和可靠性，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

圖4：77/79GHz汽車(chē)?yán)走_(dá)應(yīng)用的理想LDO選擇。

此外ADI廣為人知的新一代Silent Switcher2技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在車(chē)用電源中，以減少EMI的影響。如采用 Silent Switcher? 2 架構(gòu)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器 LT8609S，運(yùn)用兩個(gè)內(nèi)部輸入電容器以及內(nèi)部 BST 和 INTVCC電容器，以最大限度減小熱環(huán)路面積。由于可提供控制得非常好的開(kāi)關(guān)邊沿，因此 LT8609S 的設(shè)計(jì)顯著地降低了 EMI / EMC 輻射。這種改善的 EMI / EMC 性能對(duì)電路板布局不敏感，從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并降低了風(fēng)險(xiǎn)，即使在采用兩層 PC 板時(shí)也不例外。

圖5：Silent Switcher 2讓兩層板也能擁有低EMI。

同時(shí)，目前ADI還在開(kāi)發(fā)的PoDL(Power Over Data Line)技術(shù)，和POE類似，只不過(guò)是通過(guò)車(chē)載以太網(wǎng)傳輸能量。據(jù)悉，目前這只是一個(gè)前沿性研究，但隨著車(chē)內(nèi)以太網(wǎng)的普及，為了進(jìn)一步減低線束重量，PoDL很有可能變成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。如下圖所示，ADI PoDL解決方案，類似POE架構(gòu)，包括了PSE和PD兩端。

圖6：ADI PoDL解決方案可減輕汽車(chē)重量和線束成本。

由于環(huán)境保護(hù)以及能源短缺，發(fā)展新能源汽車(chē)成為世界各國(guó)的共識(shí)。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，石油對(duì)外依存率逐漸升高已超過(guò) 60%，發(fā)展新能源汽車(chē)更具有戰(zhàn)略意義，因此針對(duì)新能源汽車(chē)的發(fā)展已建立了完整的政策體系，包含宏觀綜合政策、行業(yè)管理政策、推廣應(yīng)用政策及稅收優(yōu)惠政策等。在政策的推動(dòng)下，未來(lái)幾年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將持續(xù)走高，有數(shù)據(jù)表明 2020 年將達(dá)到 250萬(wàn)左右的年銷(xiāo)量。

圖7：BEV 整車(chē)成本構(gòu)成。(來(lái)源：蓋世汽車(chē)研究院)

相對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車(chē)，新能源汽車(chē)(NEV)的汽車(chē)電子占整車(chē)成本的比例在 50% 以上，特別是動(dòng)力電池占據(jù)整車(chē)成本40%以上。ADI針對(duì)新能源汽車(chē)電池系統(tǒng)推出了一系列能量?jī)?yōu)化解決方案，可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的安全駕駛，例如12V系統(tǒng)的BMS、主動(dòng)均衡以及48V系統(tǒng)均衡應(yīng)用。

例如，LT8584是一款單片式反激 DC/DC 轉(zhuǎn)換器，專為高電壓電池組的主動(dòng)平衡而設(shè)計(jì)。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的高效率顯著地增加了可實(shí)現(xiàn)的平衡電流，同時(shí)減少了發(fā)熱量。另外，主動(dòng)平衡還可實(shí)現(xiàn)不平衡電池組中的容量恢復(fù)，這是采用被動(dòng)平衡系統(tǒng)無(wú)法獲得的特性。在典型系統(tǒng)中，可獲得超過(guò)99%的總電池容量。

圖8:單片式反激 DC/DC 轉(zhuǎn)換器LT8584可用于高電壓電池組的主動(dòng)平衡。

LTC3300-2 是一款故障保護(hù)控制器 IC，適用于對(duì)多節(jié)電池的電池組進(jìn)行基于變壓器的雙向主動(dòng)電荷平衡。該器件集成了所有相關(guān)的柵極驅(qū)動(dòng)電路、高精度電池感測(cè)、故障檢測(cè)電路和一個(gè)帶內(nèi)置看門(mén)狗定時(shí)器的堅(jiān)固型串行接口。

而鉛酸電池平衡器LTC3305 可平衡多達(dá) 4 節(jié)串聯(lián)連接的鉛酸電池。它旨在與一個(gè)單獨(dú)預(yù)先存在的電池充電器結(jié)合使用以作為高性能電池系統(tǒng)的一部分。其集成了所有的電壓監(jiān)視、柵極驅(qū)動(dòng)和故障檢測(cè)電路。

圖9：汽車(chē)大燈LED啟燈矩陣方案為汽車(chē)提供了一種更佳的安全性。

ADI對(duì)于比較流行的概念啟燈式大燈方案也有涉足。汽車(chē)前面有一排不同的燈，每個(gè)燈單獨(dú)控制，汽車(chē)在道路上行駛時(shí)，系統(tǒng)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制、總線來(lái)控制LED矩陣。然后把對(duì)應(yīng)車(chē)位置的那個(gè)LED燈給關(guān)掉。這樣做的好處是即可以繼續(xù)照亮其余部分的道路，同時(shí)不會(huì)晃到對(duì)面來(lái)車(chē)和人。ADI這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)推向市場(chǎng)，有助于更安全地在未來(lái)自動(dòng)駕駛和自動(dòng)化程度越來(lái)越高的場(chǎng)合下解決安全性問(wèn)題。