汽车电气化究竟需要怎样的DC/DC？

近年来，随着汽车电子化是越来越全面，整车系统对于电源管理的需求日益强盛。从智能驾驶舱来看，十年前，汽车座舱可能只是由机械式仪表构成，外加按钮式的空调面板。但如今，全液晶仪表盘以及大尺寸的中控娱乐显示屏等基本已成为汽车的标配，更高端的产品可能还有HUD、电子后视镜以及一系列ADAS系统。如此众多电子控制系统的加入，使得汽车上耗电设备越来越多，这与传统燃油车电池和发电机能够提供的电量无太多变化相比，有些不相称。因此，市场对芯片的低功耗即节能化的需求愈发强劲。

众所周知，传统的燃油车通常都有两大电源，分别为发电机和电池。二者的电压范围一般在10-16V左右，由于如今汽车电子设备中的芯片，包括MCU、电机驱动包括车灯驱动，工作电压各不相同。因此，往往需要在中间经过一系列一次电源以及二次电源转换才能让这些芯片工作起来。

这也是深耕汽车市场多年的罗姆半导体所精钻的领域，近日，为了配合汽车市场电子化的这种应用需求，罗姆半导体发布了车载一次DC/DC“BD9P系列”，用来在车载一次和二次电源系统构架之间起到承上启下之用。通过将输入端接入发电机电池和电压，输出端接入负载或者二次级电源，从而让二次级电源再通过电源转换，进而转换成其他的电压，实现系统的高速运转。

针对这款产品，罗姆半导体(上海)有限公司技术中心主管朱莎勤向记者介绍到：“目前我们的产品阵容一共有12款产品。首先，主要是对于乘用车12V电池系统的需求，我们的耐压可以做到42V。第二，芯片的工作范围是3.5-40V，主要可以满足汽车上的电池大幅度变动需求。P系列主要是从输出电压有三个板的固定输出，电流量产的是1A和2A的产品，3A的产品已经在开发中。该系列目前可以提供两种封装，分别是QFN的封装和SOP的封装，客户可以根据不同需求来选择对应的一个品名。BD9P系列是针对车载电源而开发的产品，所以它的特点是稳定工作、高效率以及高压降比。”

针对具体的产品特色，朱莎勤表示：“首先，从稳定工作的层面来看。这款产品即使电池电压波动的时候也不会产生过冲，可以稳定工作。通常，汽车的行驶过程中，虽然电池电压一直会有一点点的波动，但其实在引擎发动时它的波动是最大的，会达到很剧烈的程度，而当电池电压从下滑回复到正常过程中，输出电压会发生过冲的问题，过冲的现象中若电压过高，可能会导致连接负载的芯片产生过压损坏的问题。而采用了我们新产品的方案，基本上不会出现过冲电压的现象，这主要是由于我们的新产品采用的是全新的输入电压检测方式，它可以提高芯片对于电池电压变动的检测精度以及检测速度。我们的电压可以降到普通产品的十分之一以下，从而实现比较稳定的输出电压工作的情况。目前的客户在用普通的产品，因为为了对策过冲电压，往往会在输出端加比较大的输出电容，使用我们的新产品就可以帮助客户减少过冲电容的使用，从而降低客户整体方案的成本，这是它的第一个特点，稳定工作。”

其次，高效率也是这款产品获得市场青睐的关键。“我们的产品在更宽的负载电流范围内可以实现高效率，以往的产品为了确保高速响应的性能，通常需要比较大的驱动电流，我们这次的新产品是采用了全新的技术，它可以降低电路内部的电流，做到10微安的消耗电流水平。这款产品既坚固了高速响应，同时又可以实现这样子的高效率。从产品实际运行中的曲线转换表来看，芯片在比较宽的负载电流范围内都可以实现比较高的转换效率，这样带来的好处是，无论汽车在行驶的过程中或者是引擎启动的时候，客户整体的产品功耗都可以帮助做到比较低的水平，有助于客户节能化的一个需求。”朱莎勤告诉记者。

最后，即是这款产品的高压降比特色。据记者了解，这款芯片采用的是罗姆最新的设计方案，叫做Nano Pulse Control技术，可以实现更高的电压转换比，即从输入电压转换成输出电压的压降比。朱莎勤强调：“因为我们芯片是对标乘用车市场，乘用车12V系统最大的电压是高也只能达到40V，因此必须在40V的情况下要输出5V或者3.3V的低电压，因此我们需要一个高压降比的特色。另外，由于芯片是在2MHz频率下工作，而工作频率越高的DC/DC，外围的选型采用的电感器件就可以用得更小，这样可以进一步帮助客户实现基本的小型化，甚至是成本的降低。”

目前，据编者获悉，BD9P系列已经准备了单品的评估板，以及评估板的各种测试报告，方便客户可以进行测试和评估。另外，从去年开始，ROHM公司便推出了以整体解决方案的参考设计为形式的评估方式，ROHM自己的分立产品和LSI的芯片产品，能够与新产品组合在一起，针对困扰客户的一些问题，包括EMC问题、发热问题以及功能安全等一些问题，提供整体的解决方案评估环境。

面对未来汽车ADAS自动驾驶、传感器融合等方案所衍生出的越来越高的应用要求，DC/DC也需要做出更多的创新和改变，来迎合市场对高性能运算功能的支撑。对此，朱莎勤认为：“SoC运算的能力加强，对于SoC来说自然就需要一些大电流、低电压的使用。我们的一些电源产品接下来也都会逐渐地跟进这一趋势，即大电流、低电压。尽管现在的BD9P系列电流是2A，但明年我们会推出3A，以及之后的5A产品也正在开发计划中。ROHM会不断地开发DC/DC产品，包括电流是MOSFET内置的一次级，比如说做到3A或者5A，而对于更大的电流需求，我们可能也会做一些控制器型的方案，这些都是在ROHM的产品规划中。”