车载信息娱乐系统中电源的关键性能（上）
品慧电子讯：车机的典型电源架构如下图所示，一般而言，采用一级LDO给系统MCU和CAN模块供电，用于系统的监测和唤醒；会采用两颗一级DCDC，分别用于给主处理器核心板供电以及其他的诸如串行/解串器/tuner IC等外设模块供电；会单独用一个供电单元给摄像头模组供电；此外车机上还有前面板的USB充电电源芯片。
汽车车载信息娱乐系统，又称车机，是基于车身总线系统和互联网服务而形成的车载综合信息处理系统。
近年来，随着人们对驾驶、信息、娱乐、安全等方面需求的提升，车机的集成化模块化程度越来越高。这为车机系统的研发带来新的挑战，其中电源的设计便首当其冲。
车机的典型电源架构如下图所示，一般而言，采用一级LDO给系统MCU和CAN模块供电，用于系统的监测和唤醒；会采用两颗一级DCDC，分别用于给主处理器核心板供电以及其他的诸如串行/解串器/tuner IC等外设模块供电；会单独用一个供电单元给摄像头模组供电；此外车机上还有前面板的USB充电电源芯片。
下面我们来看一下车机系统中电源选型的几个关键性能吧。
今天给大家带来的是车载信息娱乐系统中电源的关键性能上篇，我们首先来看看一级电源和二级电源的关键特性。
如何选择一个完美的一级供电电源？
系统一级供电电源直接连接车载蓄电池，其重要性不言而喻。
一方面，它需要承受来自车载蓄电池上的各种极端瞬态工况，比如ISO7637-电源线瞬态干扰抗扰测试；另一方面，还需要满足相应的EMI测试标准，避免设备本身对蓄电池上的其他设备产生干扰。
针对这些基本要求，MPS公司的MPQ4436A具有如下卓越的性能：
01 基本的特性
● 宽输出电压范围 3.3V-45V
● 6A连续输出电流
● 18uA静态电流
● 内置48/20 mOhm MOSFET
● 支持FSS
● 支持AECQ-100
02 更强的抗电源线干扰能力
输入电压范围支持ABS最高50V耐压。对于ISO7637中规定的Pulse5a/b（Load Dump）测试，在滤波之后，对于滤波后的残压留有较大的安全裕量；输入电压低至3.3V，对于ISO7637中规定的Pulse4(Cold Crank)测试，支持更宽的工作电压范围。
MPQ4436A 3.3V~45V 的工作电压，可以更加轻松的通过ISO7637 pulse 5 load dump和 pulse 4 cold 测试。
03 优秀的EMI性能
MPQ4436A在芯片设计时充分考虑EMI的优化，具体做了如下几个措施：
具有开关频率展频技术
开关频率展频功能是改善大电流DCDC的EMI的方法之一，MPQ4436A通过在开关频率点附近加入±10%的频率抖动，大大降低开关频率处的EMI辐射能量。
对称的引脚封装设计
MPQ4436A采用对称的引脚封装设计，高频回路VIN和GND分布非常合理，对称放置高频电容即可形成磁场抵消效应。
采用flipchip封装技术
采用flipchip封装，寄生的电感更小，寄生的的电感产生spike更低，进一步优化EMI。
采用以上技术，不需要共模电感和屏蔽罩的条件下，评估板MPQ4436A可以直接通过CISPR25 class5的测试标准。
04 更紧凑的封装和良好的散热性能
MPQ4436A具有QFN 4x4mm封装, 相比于MPQ2918降压型控制器而言，省去了2个MOS和一个采样电阻，整体布板面积降低40%。在小封装条件下，MPQ4436A具有良好的散热特性，12V->5V@6A条件下，温升36°。
05 支持两片MPQ4436A错相并联
车机应用中，很多时候需要大电流，平台设计，MPQ4436A为这种应用提供便利。MPQ4436A支持多项并联，采用两片MPQ4436A错相180°输出，增加输出功率的同时，由于其输入纹波电流错相后相互叠加，改善了输入电流断续的问题，将进一步降低EMI。
二级供电电源应该具备什么特性?
二级电源一般给系统中解串器/串行器/调制IC/存储等外设供电，这些外设供电电源轨较多，有时还具有上电下电时序要求，这也为二级供电电源设计提出了挑战。
针对上述特性，MPS公司的MPQ2166A具有以下特性：
01 更紧凑的封装和对称的布局
MPQ2166A是紧凑型二合一降压DCDC，QFN2x3/QFM2.5X3.5小型化封装，最高支持3MHz开关频率，进一步降低外围电感电容的体积。
对称的引脚分布，对称工整的PCB布局，同时具有两路错相180°的特性，这些有利于EMI的降低。
02 更利于多电源轨设计
两路BUCK具有相互独立的EN/SS/PG，便于编辑电源的上电时序，同时便于监控每一路电源状态。
针对有的电源轨电流大，有点电源轨电流小，MPQ2166A的两路电流分配灵活，可自由分配成2A/2A和3A/1A，通用性极强。
