一文读懂汽车芯片——电源转换类芯片

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1. 电源类芯片介绍

• AC/DC调制IC，内含低电压控制电路及高压开关晶体管；
• 功率因数控制PFC预调制 IC，提供具有功率因数校正功能的电源输入电路；
• 脉冲调制或脉幅调制PWM/ PFM控制IC，为脉冲频率调制和/或脉冲宽度调制控制器，用于驱动外部开关；
• 电池充电和管理IC。包括电池充电、保护及电量显示IC，以及可进行电池数据通讯“智能”电池 IC；
• 热插板控制IC（免除从工作系统中插入或拔除另一接口的影响）；
• MOSFET或IGBT的开关功能ic。

电源芯片在汽车电子系统中应用广泛，汽车电子部件中会根据应用需求用到不同种类的电源芯片。随着汽车向电动化、网联化和智能化发展，单车电源芯片应用越来越多，新能源汽车电源芯片用量将超过百颗。

典型电源芯片应用案例，电源芯片在汽车电机控制器的应用，主要用于产生各类二级电源，如为主控芯片、相关采样电路、逻辑电路、功率器件驱动电路提供工作电源或参考电平。

图1是传统的汽车电机控制器的电源方案，该方案可以满足系统的供电需求，但无法满足产品具备一定的功能安全要求。

图1：无功能安全需求的电源架构

※资料来源：公开资料、编写单位提供

图2：有一定功能安全要求的电源架构

※资料来源：公开资料、编写单位提供

图3：符合功能安全ASIL D的电源架构

※资料来源：公开资料、编写单位提供

2. 电源转换类芯片

DC-DC开关稳压器情况

※资料来源：公开资料、编写单位提供

（2）LDO Regulator线性稳压器

LDO Regulator是指低压差（Low Drop-Out）线性稳压器，同样广泛应用于车载系统的电压转换。与DC-DC开关稳压器不同，线性稳压器的功率管并非工作于高频开关状态，而是工作于输出特性曲线的某个特定点。相比于DC-DC芯片，LDO有更低的噪声，外部被动器件少，电路简单，较少带来EMC干扰等优点。但是LDO的电源转换效率低，尤其是输入输出压差较大的时候，发热明显高于DC-DC，因此不适合大电流输出场景，通常输出电流在数百mA到数A以内。

对于LDO，根据输出电压的调节方式，又可分为通用型LDO以及跟随型LDO。通用型LDO的应用最为广泛，几乎每个车载系统都会有应用。跟随型LDO有特定的应用场景，需要该LDO的输出电压跟随另一路LDO的输出电压或基准电压的变化而变化。

下表为LDO Regulator线性稳压器分类，主要功能，关键参数和应用场景。

※资料来源：公开资料、编写单位提供

3. 国产电源转换类芯片发展情况

电源类芯片在汽车内应用较为广泛，国内企业技术发展相对成熟，以全志科技、华大半导体、圣邦微、瓴芯等为代表的国内企业在LDO、芯片、DCDC芯片、PMU芯片等应用领域均有较为成熟的产品，目前正在逐步开展国产导入。

（1）LDO芯片

※资料来源：公开资料、编写单位提供

国产DCDC芯片情况

※资料来源：公开资料、编写单位提供

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