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省毫瓦以增里程,提升汽车CAN总线能效以增强燃油经济性

Jan Polfliet?? Wim Van de Maele?? Roman Buzas?? 2014年01月26日 ?? 收藏0
对于传统乘用车而言,油箱是唯一的实际能源来源,故制造商们寻求在包括电子系统在内的所有汽车系统中节能,以进一步改善燃油经济性及二氧化碳(CO2)排放。随着汽车中增添的电子系统的数量不断增多,以增强汽车性能及安全性,并为购买者提供有吸引力的新功能,汽车中每个电子控制单元(ECU)的节能效果较低的话,就会使总油耗大幅增加。

芯片设计人员采用不同技术及途径,已经能够降低他们提供的器件的总能耗。在单个系统基础芯片(SBC)中结合多个器件的功能,并应用不同电源管理策略,还能帮助进一步降低总能耗。这些进展表示当今的内燃发动机汽车能够舒适安全地搭载乘客,而使用的燃油更少,碳排放更低。

增强型系统基础芯片

SBC为连接至汽车(CAN或LIN)总线的各种模块(如车门模块)提供电能、驱动器及连接功能。通常情况下,它们可能集成稳压器, 为控制器及传感器、高边和/或低边驱动器、收发器接口及唤醒或看门狗引脚等其它系统连接功能供电。在单片器件中集成这些功能且结合内置电源管理,跟使用分立元件相比,在功率、成本及尺寸方面具备优势。当今的SBC使用现有技术及电源管理,能提供约20 μA的休眠电流及约60 μA的待机电流。

在一款典型SPC中,片上稳压器通常是低压降(LDO)线性稳压器,如图1所示。基于这个原因,设计人员面临的主要挑战就在于散热管理,因为LDO功率耗散相对较高。对于5 V时150 mA的稳流供电电流而言,SBC应当能够耗散高达1.3 W的总功率。如果SBC的LDO包含内置旁路元件,此功率就在SBC封装内部耗散。用于需要更大电流(通常高于250 mA)的模块的SBC,通常设计为与外部旁路元件一起使用。这就有效分散SBC与外部MOSFET之间的功率耗散,从而能够扩展实用的环境温度范围。

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