新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展推動(dòng)了各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的爆發(fā)式增長(zhǎng)，汽車(chē)智能化、自動(dòng)駕駛成為新能源汽車(chē)最重要的核心競(jìng)爭(zhēng)力方向，給高度集成化中央大腦和域控制器帶來(lái)新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，尤其是對(duì)DC-DC開(kāi)關(guān)電源的可靠性、高功率密度、開(kāi)關(guān)電源EMC、高效率、高性價(jià)比帶來(lái)新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

高通作為智能座艙域控制器的供應(yīng)商，SA8155和SA8295占據(jù)著重要的地位，中央域控SOC一級(jí)電源（從電池輸入一級(jí)轉(zhuǎn)換的電源）的瞬態(tài)電流、穩(wěn)定工作電流、待機(jī)工作效率、成本、開(kāi)關(guān)電源EMC設(shè)計(jì)之間的矛盾成為BUCK電源設(shè)計(jì)巨大挑戰(zhàn)。如何解決和平衡這些矛盾是開(kāi)關(guān)電源架構(gòu)、電源芯片、電感、Mosfet、電容廠商一起努力的技術(shù)方向。

1-內(nèi)容概述

本文針對(duì)大動(dòng)態(tài)開(kāi)關(guān)電源電流（100-300%）汽車(chē)中央域控一級(jí)電源設(shè)計(jì)，探討DC-DC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)，包含電源方案、電感、電容選型等設(shè)計(jì)方法，兼顧體積、成本、效率、性能挑戰(zhàn)進(jìn)行探討和實(shí)戰(zhàn)落地設(shè)計(jì)。

本章節(jié)以高通SA8295域控制器為例，探討和實(shí)施一級(jí)BUCK開(kāi)關(guān)電源測(cè)試驗(yàn)證，論證測(cè)試結(jié)果是否滿足預(yù)期設(shè)計(jì)。

本系列文章包含三個(gè)章節(jié)：
01-解密高通汽車(chē)域控制器一級(jí)電源設(shè)計(jì)之：電源設(shè)計(jì)和計(jì)算
02-解密高通汽車(chē)域控制器一級(jí)電源設(shè)計(jì)之：原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)
03-解密高通汽車(chē)域控制器一級(jí)電源設(shè)計(jì)之：性能測(cè)試測(cè)量分析（本章節(jié)）

2-驗(yàn)證目標(biāo)

SA8295 瞬態(tài)電流要求如下：

注：NPU開(kāi)啟需要消耗額外的電流,本設(shè)計(jì)沒(méi)有包含NPU設(shè)計(jì)電流(3A+3A)。

3-測(cè)試環(huán)境和條件

3.1 測(cè)試條件
環(huán)境溫度：25°C（實(shí)際24-27℃，按照25℃計(jì)算）

3.2 測(cè)試儀器和測(cè)試方法

3.3 原理圖和PCB

原理圖

PCB

4-測(cè)試驗(yàn)證

驗(yàn)證不同電壓（9-16V）穩(wěn)態(tài)負(fù)載能力表現(xiàn)出來(lái)的紋波、電壓精度、穩(wěn)定性、溫升、效率等性能，限于篇幅，挑選性能主要指標(biāo)測(cè)試驗(yàn)證。
1. 紋波：不同輸入電壓和負(fù)載電流的紋波；
2. 電壓精度：不同輸入電壓和負(fù)載電流的輸出電壓精度；
3. 負(fù)載電流能力：不同輸出電流電壓，效率曲線測(cè)試；
4. 溫升特性：驗(yàn)證工作條件是否可以滿足要求。

4.1 低壓負(fù)載能力（9.0V)

4.2 正常電壓負(fù)載能力（13.5V)

4.3 高壓負(fù)載能力（16.0V)

4.4 連續(xù)電流測(cè)試

5-測(cè)試總結(jié)

5.1 測(cè)試結(jié)果

值得注意的幾個(gè)點(diǎn)：
● 設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是滿足瞬態(tài)的電流和穩(wěn)定工作電流，如果全部按照最大值設(shè)計(jì)，成本增加，體積增加（PCB設(shè)計(jì)密度降低），但是實(shí)際上并沒(méi)有這種穩(wěn)定工作在18A的工況；
● 紋波使用陶瓷電容，很容易滿足要求，均在50mV以下；
● 功率電感具有優(yōu)秀的DCR和電流軟飽和特性，實(shí)際輸出＞21A電流；
● 本設(shè)計(jì)可以短時(shí)間工作在20安培以上，8-12A效率和溫升保持較好水平。

6-關(guān)鍵物料Bom

關(guān)鍵物料清單如下表所示：

7-電感器選型

電感器作為汽車(chē)域控制器一級(jí)電源的重要元件，其性能關(guān)系到DC-DC開(kāi)關(guān)電源的可靠性和轉(zhuǎn)換效率。在本設(shè)計(jì)方案中，采用了科達(dá)嘉車(chē)規(guī)級(jí)一體成型電感VSEB0660-1R0M。該系列電感器具有低損耗、高效率、應(yīng)用頻率寬等特點(diǎn)，并具有抗飽和電流能力強(qiáng)、發(fā)熱小、高性價(jià)比等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。輕薄型設(shè)計(jì)，具有業(yè)界領(lǐng)先的功率體積比，非常適合高通平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

審核編輯 黃宇