關(guān)于選擇合適的線性穩(wěn)壓器的心得分享

“針對(duì)不同的汽車應(yīng)用需求，線性穩(wěn)壓器分成多種類型，除了通用型線性穩(wěn)壓器以外，還有后級(jí)線性穩(wěn)壓器、跟隨器和電流檢測(cè)型線性穩(wěn)壓器。每種類型分別有什么特點(diǎn)？在不同的應(yīng)用中該如何選擇？下面我們來詳細(xì)說明。”

1.汽車應(yīng)用中的電源供電結(jié)構(gòu)概述

電源供電結(jié)構(gòu)概覽

汽車電子模塊產(chǎn)品繁多，應(yīng)用類型也是多種多樣，每一個(gè)產(chǎn)品，每一類應(yīng)用，都需要電源芯片。電源芯片，包括線性穩(wěn)壓器和DC/DC，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中通常處于前端，將整車電池電源轉(zhuǎn)換為滿足后端用電芯片需求的穩(wěn)壓源。于是，線性穩(wěn)壓器的選擇，與用電芯片的類型和線性穩(wěn)壓器在供電結(jié)構(gòu)中所處位置相關(guān)。

因機(jī)械結(jié)構(gòu)的原因，系統(tǒng)上會(huì)存在板內(nèi)用電芯片，如MCU、 通訊芯片（CAN, Ethernet switches）、存儲(chǔ)芯片等，和板外用電芯片，如傳感器芯片和天線。下面介紹怎么為這些不同的用電芯片選擇合適的線性穩(wěn)壓器。

2.板內(nèi)用電芯片電源推薦

系統(tǒng)上大多數(shù)的用電芯片都在板內(nèi)，通常會(huì)用到通用型線性穩(wěn)壓器和后級(jí)線性穩(wěn)壓器為這些板內(nèi)用電芯片供電。

a)什么情況下用通用型線性穩(wěn)壓器？

若系統(tǒng)僅需要1~2路電源軌（如5V，3.3V），那么使用1~2顆通用型線性穩(wěn)壓器即可。在這種應(yīng)用場(chǎng)景下，線性穩(wěn)壓器的輸入引腳是直接連在整車電池上的，所以對(duì)線性穩(wěn)壓器有如下要求：

1）更寬的輸入電壓范圍，以支持系統(tǒng)滿足行業(yè)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（如LV124）的要求，并且在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火（Cranking） 的應(yīng)用場(chǎng)景下也能穩(wěn)定工作；

2）更低的靜態(tài)電流，以滿足系統(tǒng)靜態(tài)功耗要求。

通用型線性穩(wěn)壓器的如下參數(shù)表現(xiàn)能更好的滿足上述要求：

1）3V – 40V的輸入電壓范圍，對(duì)于適用于24V系統(tǒng)的通用型線性穩(wěn)壓器，輸入最高電壓可達(dá)60V；

例如：TLS820的輸入電壓范圍

2）5μA ~ 40μA的靜態(tài)電流表現(xiàn)

例如：TLS805的靜態(tài)電流參數(shù)

b)什么情況下需要用到后級(jí)線性穩(wěn)壓器？

當(dāng)系統(tǒng)中需要多路電源軌，比如在Camera應(yīng)用中，除了MCU 和CAN外，還需要2.5V和1.8V給Camera供電，推薦適用“DC/DC + 后級(jí)穩(wěn)壓器”的方案來提高電源效率。

例如：

同樣一個(gè)系統(tǒng)，僅使用通用型LDO供電的情況下，功耗為12W：

若使用DC/DC + 后級(jí)穩(wěn)壓器的供電結(jié)構(gòu)，功耗可降至~4W：

由于后級(jí)線性穩(wěn)壓器的輸入通常來自于一個(gè)DC/DC的穩(wěn)定輸出電壓，后級(jí)線性穩(wěn)壓器的輸入電壓范圍就不需要像通用型線性穩(wěn)壓器那么寬了，更有成本優(yōu)勢(shì)。

例如：TLS205的輸入電壓范圍：

并且，后級(jí)線性穩(wěn)壓器的低輸出噪聲特性，也能夠更好的滿足Camera和RADAR應(yīng)用對(duì)電源的低噪聲要求。

例如：TLS208的輸出表現(xiàn)

3.傳感器電源推薦

我們推薦使用跟隨器（Tracker）為傳感器供電。

傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電源的要求如下：

1）能支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)精度；

2）若是給板外傳感器供電，則需要電源輸出端有更高的魯棒性，能承受輸出端的短路需求。

跟隨器的如下特點(diǎn)能更好地滿足上述要求：

1）非常高的跟隨精度，以保證傳感器電源電壓能高精度跟隨MCU的ADC模塊的參考電壓，從而實(shí)現(xiàn)更高的檢測(cè)精度；

例如：TLS105的跟隨精度參數(shù)

2）輸出端的耐壓值更高，并集成限流功能，以支持承受輸出端的對(duì)電源/對(duì)地短路需求。并且內(nèi)置反向保護(hù)功能。適合給板外傳感器供電。

例如：TLS105的各項(xiàng)耐壓值（Absolute Maximum Rating）參數(shù)

跟隨器的原理決定了它需要一個(gè)外部參考電壓VADJ以保證輸出，若是VADJ電壓沒有了，跟隨器的輸出也隨之關(guān)斷了。所以，跟隨器的應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)與通用型線性穩(wěn)壓器也有差異。

上圖為通用型線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)，不需要參考電壓VADJ。

上圖為跟隨器的應(yīng)用電路結(jié)構(gòu)，需要參考電壓VADJ。

4.天線電源推薦

我們推薦使用電流檢測(cè)型線性穩(wěn)壓器為天線供電。

天線的應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電源的要求如下：

1）能檢測(cè)對(duì)天線的供電電流；

2）能監(jiān)測(cè)天線的開路/短路狀態(tài)，能調(diào)節(jié)供給電線的電流和電壓；

3）由于是板外負(fù)載需要電源輸出端有更高的魯棒性，能承受輸出端的短路需求。

目前有些應(yīng)用中使用外部分立器件來搭建輸出電流的檢測(cè)電路，其缺點(diǎn)為：

1）分立電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含器件數(shù)量多，每顆器件都會(huì)給檢測(cè)系統(tǒng)帶來誤差，從而最終檢測(cè)電路的檢測(cè)精度相對(duì)較低；

2）分立器件數(shù)量多，占板面積大，而通常使用到天線的應(yīng)用，如T-Box模塊，eCall模塊，尺寸都較小，PCB面積有限，分立電路的方案會(huì)增大PCB板設(shè)計(jì)的難度。

電流檢測(cè)型線性穩(wěn)壓器的如下特點(diǎn)能更好地滿足天線對(duì)電源的要求：

1）內(nèi)置輸出電流檢測(cè)功能，能高精度檢測(cè)輸出電流值。

例如：TLF4277-2的檢測(cè)精度為5%-10%

2）內(nèi)置可調(diào)節(jié)的輸出限流功能，以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電流目的。

這個(gè)輸出限流的調(diào)節(jié)，是通過芯片引腳上連接的電阻來實(shí)現(xiàn)的。

3）輸出電壓可調(diào)。

4）內(nèi)置多種診斷功能，并通過狀態(tài)腳反饋給MCU。

例如：TLF4277-2的診斷結(jié)果體現(xiàn)在CSO引腳電壓上

5）輸出端的耐壓值更高，并集成限流功能，以支持承受輸出端的對(duì)電源/對(duì)地短路需求。并且內(nèi)置反向保護(hù)功能。適合給板外天線供電。

例如：TLF4277-2的各項(xiàng)耐壓值（Absolute Maximum Rating）參數(shù)

以上便是對(duì)不同類型線性穩(wěn)壓器的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景的詳細(xì)介紹。同時(shí)，附上最新的選型列表，希望能幫助大家更合理地選擇英飛凌汽車級(jí)線性穩(wěn)壓器。