高开关频率和高电压能力的结合在 IC 设计中很难实现。然而，如果您能够保护汽车电源免受临时高压条件的影响，您就可以设计出以高频运行的汽车电源。随着越来越多的电子功能集成到现代汽车中，高频操作变得越来越重要。本文讨论了保护低压电子电路免受汽车电气环境恶劣影响的几种方法。还包括抗噪声实验室测试结果。
　　简介
　　汽车中电子器件密度的不断增加给电源系统设计人员带来了独特的挑战和机遇。大多数汽车模块需要低电压，例如 5V 或 3.3V，但使用线性稳压器来降低电池电压会消耗相当大的功率。过多的功耗使得热管理变得困难且昂贵。因此，更快的处理器和 ASIC 不断增长的功率要求已将的功率转换方法从简单、低成本但低效的线性调节转向更复杂但高效的开关转换器。
　　开关转换器的优点
　　在较高的开关频率下，诸如器和功率之类的无源元件在物理上可以更小，因此开关转换器的尺寸取决于开关频率。通过降低功耗，高效转换器还消除了笨重且昂贵的散热器。因此，使用开关转换器可以缩小电源的整体尺寸。这些优点使开关转换器成为汽车应用（例如车身电子、信息娱乐系统和发动机控制模块）中电源管理越来越有吸引力的选择。
　　选择开关转换器的注意事项
　　开关频率的选择至关重要，因为开关转换器会带来一系列问题。其基本开关频率和高次谐波产生的电磁噪声可能会干扰其他电子设备。例如，AM 无线电接收器对 530kHz 至 1710kHz 范围内的干扰很敏感。因此，大于 1710kHz 的开关频率可以消除 AM 频段的基波和谐波干扰。测试数据将表明，与简单保护器一起使用的中等电压、高频工艺（如 Maxim 器件）是满足汽车电源管理需求的出色解决方案。终，很明显，设计人员不再需要高压控制器来设计这些开关转换器。
　　高频开关也会增加功率损耗，这部分抵消了使用开关转换器的优势。由于开关损耗与工作电压的平方成正比，因此输入电压较高时开关损耗会更差。不幸的是，典型的汽车电源控制器 IC 需要高压工艺（40V 或更高）来承受负载突降和其他过压瞬变。高压工艺采用更大的几何形状、更厚的栅极和更长的沟道长度，从而产生更长的传播延迟。这些固有的缓慢过程也变得低效，因为开关中较长的上升/下降时间会导致更高的转换损耗。
　　Maxim 设计人员可以使用的先进工艺适用于在中等电压水平下运行的极高速转换器。例如，双输出2.2MHz降压-升压转换器(MAX5073)可承受高达23V的输入电压。该转换器的异相运行使其能够实现 4.4MHz 的有效开关频率。
　　考虑到开关转换器应该不受电源干扰，您可能会问：“汽车应用真的需要具有高压功能的 IC 吗？” 以下讨论通过描述汽车电源系统常见的干扰以及保护低压电子系统免受这些干扰的方法来回答这个问题。
　　瞬态 OV 条件
　　在汽车中，大多数瞬态 OV 条件是由开关感性负载引起的。此类负载包括起动电机、燃油泵、车窗电机、继电器、螺线管、点火组件和分布式电路电感。中断任何这些感性负载中的电流都会产生 OV 脉冲。根据所涉及的幅度和持续时间，可以使用滤波器、金属氧化物 (MOV) 或瞬态电压抑制器来抑制此类 OV 瞬态。图 1 至图 4 说明了基于 ISO7637 标准的抑制要求。