電動化、智能化、互聯(lián)化正成為汽車發(fā)展新趨勢，為提升燃油經(jīng)濟性的啟停系統(tǒng)、為增加主動安全性的先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、以及作為新一代智能交通基礎的駕駛信息系統(tǒng)等多個電子系統(tǒng)越來越多地被汽車設計人員所采用，多系統(tǒng)的集成在提升汽車駕乘體驗的同時，也為汽車電源設計帶來了挑戰(zhàn)。汽車電源須提供更高能效和更低能耗，以配合汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并符合各種環(huán)境法規(guī)及安全標準。
線性方案對比開關方案（SMPS）及設計考量
在電源轉換過程中不可避免地會發(fā)熱，穩(wěn)壓器散熱會損失一部分功率，這樣輸出功率就不可能等于輸入功率。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器在此過程中會耗散大部分能量，已無法滿足當前高功率需求類的應用。我們假定采用線性穩(wěn)壓器時需要2.5W的額定功率，以及5V輸出電壓和0.5A輸出電流，那么需提供6W的輸入功率，能效（即輸出功率除以輸入功率的比值）僅為41%，損失高達59%！而同樣情況下，開關電源僅需2.8W的輸入功率，能效高達90%。
因此，設計工程師可采用開關電源提高系統(tǒng)能效，但是開關方案也有弊端，由于其復雜的反饋回路，外部元件較線性方案多且需要更多的PCB面積，再加上開關的性質(zhì)導致其降噪性能差，在設計過程中需從反饋回路設計、外部元件數(shù)、PCB面積、瞬態(tài)電流及電磁干擾等方面考慮，以減輕其弊端。
1. 反饋回路設計
為匹配輸出阻抗的后穩(wěn)壓器選擇合適的負輸入電阻以避免振蕩，達到穩(wěn)壓輸出的目的；
有效使用仿真工具以了解頻域中的頻率補償；頻率補償可通過選擇單極響應控制方案來實現(xiàn)。
2. 外部元件數(shù)
集成的電源開關可減小布線尺寸，功耗比板外電源開關更低，且更易于設計。
3. 線路板面積
減小電感和電容的尺寸，占板面積得以減小，且開關頻率增加，使能效得以提升，同時減弱PCB電磁輻射和電磁干擾。但需注意盡量使導通和開關損耗最小化，降低噪聲。
4. 瞬態(tài)電流
將線性穩(wěn)壓器和開關電源并聯(lián)，可減小瞬態(tài)電流，稱為混合開關電源；且可根據(jù)線路負載情況，以恒定的開和關條件進行脈沖頻率調(diào)制。
5. 電磁干擾
減少回路面積，優(yōu)化PCB布局，從而減弱電路間的干擾；
避免由穩(wěn)壓器和系統(tǒng)環(huán)境產(chǎn)生的敏感頻段；
采用擴頻調(diào)制技術、決定光譜含量和去耦方案降低排放峰值。
在汽車應用中，還需考慮到電源管理模塊不斷增長的復雜性，要求處理更高電流情況的能力、低轉儲、雙電池轉移乃至需要最小工作電流等等，為系統(tǒng)選擇合適的高能效電源方案。
