精品文檔-下載后可編輯基于MAX15006線性穩壓器實現汽車靜態電流化-技術方案近些年，很多汽車機械功能已經被電子電路取代或改進。其結果是，安裝在每輛汽車上的微處理器數量迅速上升，進而增大了汽車電池的能量消耗。只要汽車引擎和交流發電機工作正常，這些電源消耗就不會存在問題。

然而，當關掉引擎，汽車電池必須馬上給各種系統提供所需的全部電流：擋風玻璃的雨刷馬達、車窗升降器、調頻收音機／CD播放器／立體聲音響以及其他在大多數汽車內都能找到的改善舒適環境的電了系統。即使當全部乘客離開汽車后，許多系統為了維持其工作狀態，仍會消耗一定的電流。盡可能降低這些靜態電流需要低靜態電流的線性穩壓器或者是開關模式與線性穩壓器的組合。

交流電機能夠提供的功率

典型的汽車交流電機能夠提供大約3000w的功率，假定輸出電壓為14V，能夠為負載提供200A以上的電流。即使空調完全打開，汽車調頻收音機調到迪斯科模式，交流電機仍能驅動車內任何電子負載組合，尢需擔心靜態電流問題。但是，如果汽車引擎關掉，則會出現一些問題。

汽車電池能夠支持所需全部功率，但時間很短！就小型車而言，汽車電池的典型容量大約為50Ah（安時）。理論上，它能在提供1A電流時連續工作50小時。若電流翻倍，則時間減半。例如，發動汽車需要幾百安培電流，當然時間很短，假定發動汽車的平均電流為300A，則必須在10分鐘內發動引擎，不然電池就耗盡了。

另一個例子是照明，通常，一輛車有兩個50W的前燈和兩個20W的后燈，共消耗大約140W的能量。如果在離開車子時忘了關車燈，它們將從12V電池吸取11.5A的電流。假定電池是完全充滿的，那么車燈將在4個小時后自動熄滅。事實上，車燈會在更短的時間內熄滅，發動引擎也不會需要10分鐘。

根據汽車的尺寸和種類，汽車電池的典型容量從：36Ah到100Ah。幾種情況會減少汽車電池的實際容量。例如，外界溫度較低將會減緩電池內部化學物質的反應。-20℃時，可利用的電池容量只有初始容量的一半。越陳舊的汽車電池，可用容量就越低。經常開短途的汽車其電池會比跑長途的汽車電池更快速地放電，通常，汽車需要行駛少半小時后才能把電池充滿。如果汽車反復將電池放電到容量的30％，電池的充電次數大約為500次。因而，短途行駛會史快耗盡電池，并縮短電池壽命。需要每5年更換汽車電池。

高壓問題

為了解決電池容量降低或耗盡問題，汽車電子系統（即便是那些沒有常備功能或待機模式的系統）需要通過電源減小靜態電流。小型CMOS線性穩壓器是較好的選擇，因為這些器件吸收非常少的靜態電流。例如，MAX1725只消耗2μA電流。不幸的是，電源必須允許較寬的輸入電壓范圍，以處理甩負載問題。甩負載是指當交流電機啟動時在斷開電池瞬間產生的高壓。

因為交流電機控制環路無法迅速閉合，斷開電池時會產生一個很高的輸出電壓。這個高能脈沖在汽車內部的中心地帶會鉗位到一個較低電壓。但汽車廠商仍然會告知他們的供應商，在電源輸入端需要留有過壓余量。這個參數因汽車廠商的不同而不同，一般情況下，轎車的典型峰值為36V，卡車為58V，有時可能會更高。典型的甩負載脈沖持續十分之幾秒（圖1）。

功率耗散和溫度

高輸入電壓會直接引發下一個問題，線性穩壓器不僅能承受特定的高壓，還必須在輸出低電壓、大電流的情況下能夠耗散大量的功率。把汽車的13V典型輸入電壓轉化到5V、50mA輸出也許不是很困難，因為只有400mW的功耗，在標準SO-8封裝能夠耗散的大功率以內。但在過壓情況下，36V輸入時功率耗散提高到1.5W。

任何封裝功率耗散能力都會在溫度升高時下降，因此，在較高溫度下耗散如此大的功率勢必存在問題。這種情況下，普通的SO-8封裝芯片會迅速進入熱關斷狀態，穩壓器可能不被損壞，冷卻后還會再次恢復，但不滿足實際需求的要求。因為我們需要功能電路一直處于激活狀態，車載線性穩壓器需要先進的封裝提高功率耗散能力。

MAX5084等標準汽車線性穩壓器可以工作在整個汽車級溫度范圍，它具備65V輸入范圍，50μA的典型靜態電流和200mA電流輸出。其6引腳TDFN封裝配合裸露焊盤，能夠在+70℃下連續耗散1.9W的功率。當然，任何封裝的散熱能力都會隨溫度的升高而下降（圖2），+125℃時，該封裝能夠耗散的功率仍然高于標準SO-8。其它器件特性包括：Kelvin檢測選項，可以直接控制負載端的輸出電壓，通過SET引腳設置3.3V、5V及其它輸出電壓，還可用于使能控制。如果不需要待機功能，可以禁止器件工作，使典型電源電流降至6μA。

降低常備功能電路的靜態電流

遙控門禁（RKE）系統的接收器（圖3）需要始終保持工作，以便時刻檢測遙控鑰匙發出的命令。由于不能關掉RKE接收器的電源，要求盡可能降低其靜態電流，特別是待機模式下的電流。一旦RKE喚醒，電路必須提供正常的工作電流。

我們必須通過降低靜態電流來優化電源的利用。除了低靜態電流，對內部線性穩壓器的要求不算苛刻，只需簡單提供輸入、輸出和接地端，因為接收器一直保持工作，并不需要關斷和使能控制功能。我們需要密切關注電源輸出電壓的設置，一些線性穩壓器通過外部電阻分壓器設置輸出電壓，但對這種應用并不理想，請考慮以下情況。

MAXl470射頻接收器工作在3.3V電壓，為了降低靜態電流，我們不允許電阻分壓器消

耗較大的偏置電流，例如，大2μA的電流，這樣的話，分壓電阻必須在1．65MΩ以上。可以得到這種芯片電阻，但高阻值會帶來其它問題，例如，分壓器對失真比較敏感，這可能影響線性穩壓器輸出電壓的。

另外一個使用外部電阻分壓器的缺點是：印刷電路板上污垢、灰塵等其它物質的堆積會產生較厚的寄生層。寄生層形成的并聯阻抗將使得分壓器的高阻日益下降。這種污染的直接后果是輸出電壓緩慢、持續地變化和靜態電流的不斷增大。所以，對于固定輸出電壓的線性穩壓器而言，內置分壓器是方案。

基于這些考慮，MAX15006線性穩壓器是非常理想的選擇（圖4），采用6引腳TDFN封裝，可以耗散1.5W功率，且提供3.3V或5V（或其它數值）的固定輸出電壓。MAX15006的輸入電壓范圍（大到40V）允許直連汽