在汽车电源设计领域,确保系统的稳定性和可靠性至关重要。要想确保汽车电源架构优秀,就必须拥有良好的PCB设计,为了满足该需求,工程师在实践中总结出了六项基本原则。
1、输入电压Vin范围
汽车电源设计需考虑电池电压的瞬变范围,典型的汽车电池电压为9V至16V,瞬态电压可能达到±100V。设计时需确保电源转换IC能够在这个范围内正常工作,并符合ISO7637-1等行业标准。
2、散热考虑
散热设计需基于DC-DC转换器的最低效率进行。在高温、无空气流通或存在热源的环境下,需特别注意散热问题。PCB材料和覆铜区域的选择、散热片的使用以及外部MOSFET驱动器的考虑都是散热设计的重要环节。
3、静态工作电流(IQ)及关断电流(ISD)控制
随着汽车中ECU数量的增加,从电池消耗的总电流也在不断增长。设计时需严格控制静态工作电流IQ,确保其在可控范围内。对于始终保持工作状态的器件,如CAN收发器、实时时钟和微控制器,需特别关注其电流损耗。
4、成本控制
成本是汽车电源设计中的重要考虑因素。设计师需在满足性能需求的前提下,合理控制材料清单成本。PCB类型、散热能力、封装选择等都会受到项目预算的限制。
5、位置/布局优化
PCB和元件的布局会直接影响电源的整体性能。设计时需综合考虑结构设计、电路板布局、噪声灵敏度等因素,以优化电源的性能和可靠性。同时,也需避免将众多元件集于单一芯片,以保持设计的灵活性和可维护性。
6、电磁辐射(EMI)控制
电磁辐射会对汽车内的其他电路产生干扰,严重时可能导致安全气囊误动作等安全问题。因此,在电源设计中需严格控制电磁辐射。这包括选择合适的DC-DC转换器类型、拓扑结构、外围元件以及电路板布局和屏蔽措施。
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