省毫瓦以增里程；提升汽車(chē)CAN總線(xiàn)能效以增強燃油經(jīng)濟性

　　對于傳統乘用車(chē)而言，油箱是唯一的實(shí)際能源來(lái)源，故制造商們尋求在包括電子系統在內的所有汽車(chē)系統中節能，以進(jìn)一步改善燃油經(jīng)濟性及二氧化碳(CO2)排放。隨著(zhù)汽車(chē)中增添的電子系統的數量不斷增多，以增強汽車(chē)性能及安全性，并為購買(mǎi)者提供有吸引力的新功能，汽車(chē)中每個(gè)電子控制單元(ECU)的節能效果較低的話(huà)，就會(huì )使總油耗大幅增加。

　　芯片設計人員采用不同技術(shù)及途徑，已經(jīng)能夠降低他們提供的器件的總能耗。在單個(gè)系統基礎芯片(SBC)中結合多個(gè)器件的功能，并應用不同電源管理策略，還能幫助進(jìn)一步降低總能耗。這些進(jìn)展表示當今的內燃發(fā)動(dòng)機汽車(chē)能夠舒適安全地搭載乘客，而使用的燃油更少，碳排放更低。

　　增強型系統基礎芯片

　　SBC為連接至汽車(chē)(CAN或LIN)總線(xiàn)的各種模塊(如車(chē)門(mén)模塊)提供電能、驅動(dòng)器及連接功能。通常情況下，它們可能集成穩壓器， 為控制器及傳感器、高邊和/或低邊驅動(dòng)器、收發(fā)器接口及喚醒或看門(mén)狗引腳等其它系統連接功能供電。在單片器件中集成這些功能且結合內置電源管理，跟使用分立元件相比，在功率、成本及尺寸方面具備優(yōu)勢。當今的SBC使用現有技術(shù)及電源管理，能提供約20 μA的休眠電流及約60 μA的待機電流。

　　在一款典型SPC中，片上穩壓器通常是低壓降(LDO)線(xiàn)性穩壓器，如圖1所示?；谶@個(gè)原因，設計人員面臨的主要挑戰就在于散熱管理，因為L(cháng)DO功率耗散相對較高。對于5 V時(shí)150 mA的穩流供電電流而言，SBC應當能夠耗散高達1.3 W的總功率。如果SBC的LDO包含內置旁路元件，此功率就在SBC封裝內部耗散。用于需要更大電流(通常高于250 mA)的模塊的SBC，通常設計為與外部旁路元件一起使用。這就有效分散SBC與外部MOSFET之間的功率耗散，從而能夠擴展實(shí)用的環(huán)境溫度范圍。

　　提升電源電路的能效，如在某些或全部LDO處使用開(kāi)關(guān)模式的DC-DC轉換器，能夠大幅降低汽車(chē)中每個(gè)CAN節點(diǎn)SBC的功率損耗額。這能幫助簡(jiǎn)化散熱管理，還能提升燃油經(jīng)濟性。

　　在仔細選擇轉換器架構的情況下，采用開(kāi)關(guān)模式DC-DC轉換的SBC能為使用自動(dòng)停止-啟動(dòng)(或微混合)技術(shù)的較新型車(chē)提供重要優(yōu)勢。自動(dòng)停止-啟動(dòng)技術(shù)在汽車(chē)停下來(lái) (如等候交通信號燈) 時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機，能夠降低市區行駛的燃油消耗約15%至20%;當駕駛員踩下加速踏板(油門(mén))時(shí)，發(fā)動(dòng)機自動(dòng)重啟，使系統有效地工作，而且這個(gè)過(guò)程對駕駛人員而言是透明的。為了確保CAN總線(xiàn)上的所有系統都能夠持續恰當地發(fā)揮功用，應用必須保持全面工作，即使是在發(fā)動(dòng)機啟動(dòng)期間電池電壓降至2.5 V那么低時(shí)，也是如此。在這種情況下，升壓-降壓DC-DC拓撲結構使SBC能夠在所有工作條件下提供所要求的穩壓輸出電壓。