在如今的车辆之中，高级驾驶员辅助系统(ADAS)的重要性与日俱增。它们可以帮助尽可能减少人为操作错误，提升驾驶员和道路安全。早期的ADAS只包含单个自动驾驶员辅助功能，例如使用一个雷达传感器的自适应巡航控制功能。现在，越来越多的ADAS功能被应用到汽车上，例如自动紧急停车、盲点监测、车辆/行人报警和避让、车道偏离报警和辅助等。ADAS的发展意味着这些车辆会使用更多的传感器和摄像头、功能强大的实时数据处理和计算，以及高速通信，而这些均提高了耗电量。DC2929A上，在400kHz和2MHz时，LT8638S的效率和温度升高情况。
图1.使用LT8638S的5 V/10 A电源
表1.图1所示的原理图包含的组件
开关频率 400 kHz 2 MHz
L1 3.3μH (10mm × 11.3mm × 10mm) 0.56μH (6.36mm × 6.56mm × 6.1mm)
COUT 47μF × 3 47μF × 1
Rt 105kΩ 16.9kΩ
Rc 9.31kΩ 13.7kΩ
Cc 820pF 220pF
CPL 33pF 10pF
图2.图1所示的电路的效率和温度上升情况
比较LT8638S 400kHz电路和LT8638S 2MHz电路，可以看出，400kHz电路的电感大小是2MHz电感的2.5倍，400kHz电路的输出电容的大小是2MHz输出电容的3倍。所以，对于非常关注尺寸大小和成本的应用，2MHz开关频率更为合适。阻碍电源设计工程师使用2MHz（开关频率）的主要问题是效率和热性能，因为在高开关频率下，开关损耗会显著增大。LT8638S使用快速开关边沿来尽可能降低开关损耗，以缓解这些问题，如图3所示。如图2所示，在开关频率为2MHz，输出功率为50W时，LT8638S的温度仅上升60°C。在10A负载下，2MHz和400kHz开关频率之间的效率差异在1.5%以内。
图3.输入为12V，负载为10A时，LT8638S的开关边沿
在高开关频率下，快速开关边沿有助于提高效率，但可能会加剧电磁辐射。LT8638S采用Silent Switcher架构，不但支持快速开关边沿，还可实现更低的EMI，且解决方案的尺寸要更小。图4显示EMI很低的2MHz LT8638S电路。为了实现出色的EMI性能，该稳压器连接SYNC/MODE引脚和INTVCC引脚，以使用展频模式。图5显示采用图4的电路时LT8638S的辐射，测试设置由CISPR 25标准定义。红线代表CISPR 25 5类限值，这是汽车行业中要求最严格的辐射规范。采用很少的几个额外组件构成输入滤波器（如图4所示），LT8638S可以满足CISPR 25 5类规范严格的峰值和平均值限值。
图4.EMI很低的LT8638S电路
图5.图4所示的电路（在10A时，12V输入转换为3.3V输出）的辐射EMI和传导EMI
使用LT8648S、电流更高的单片式电源解决方案
复杂的ADAS需要使用多个SoC，以及多个摄像头和传感器。例如，免接触式ADAS可能采用多个非常耗电的芯片，以及多达11个摄像头。LT8648S具有高于LT8638S的输出电流能力，可以安装在这些复杂的ADAS所需的中间供电轨上。LT8648S是一款单片式42V、15A降压稳压器，其输出电流和功率电平与使用外部MOSFET的功率控制器解决方案相近。通过并行使用多个LT8648S，可以进一步扩展其电流能力。
图6显示并行使用两个LT8648S器件的3.3V/25A, 2MHz电路的原理图。这两个LT8648S稳压器有共同的输入和输出。EN/UV和SS引脚连接，确保两个稳压器能按照相同的压摆率同时启动。LT8648S使用峰值电流模式控制，使得误差放大器输出VC电压与负载电流相关。通过连接VC和FB引脚，这两个并行的LT8648S无需使用外部电路，即可实现不错的电流平衡。U1 LT8648S的CLKOUT引脚连接至U2 LT8648S的SYNC/MODE引脚。连接之后，两个LT8648S稳压器实现同步，且支持180°相移。
图6.并行使用两个LT8648S的2MHz 3.3V/25A应用
图7所示图6电路的效率和温度上升情况。U1和U2的温度几乎相同，表示该并行应用实现了不错的电流均衡。高开关频率和外部补偿支持实现快速瞬态响应。图8显示图6所示的电路的负载瞬态响应。
图7.图6所示的电路的效率和温度上升情况
图8.图6所示的电路的10A至20A负载瞬态响应
结论
本文介绍两款高电流42V单片式Silent Switcher稳压器LT8638S和LT8648S。它们具有高效率和低辐射，缓解了在严苛的汽车应用环境中存在的散热和EMI问题。LT8638S和LT8648S集成MOSFET，为快速发展的汽车ADAS所需的高电流中间电源提供尺寸小巧的解决方案。
