安森美DCDC 一级电源和二级电源

前言：汽车电器控制供电的DC/DC一级电源和二级电源是指用于汽车电子控制系统的两种不同类型的直流电源。

一级电源：是指从汽车的主电源（通常是12V电池）转换为所需的直流电压的电源。它通常包括整流器、滤波器和稳压器等组件，用于将汽车电池输出的直流电转换为稳定的直流电。一级电源通常用于供应汽车电子控制系统中的主要电路，如发动机控制单元(ECU)、传感器、执行器等。一级汽车电源通常是12V转5V可以通过使用DC-DC降压转换器来实现。DC-DC降压转换器是一种电子设备，可以将输入电压降低到所需的输出电压。

在汽车电源12V转5V的情况下，可以选择一个适合的DC-DC降压转换器，其输入电压范围能够覆盖12V，并且输出电压为5V。这样，当汽车电源的输入电压为12V时，DC-DC降压转换器将其转换为稳定的5V输出电压。适用于汽车电子设备的供电需求。在选择和安装DC-DC降压转换器时，需要注意其输入电压范围、输出电压稳定性、负载能力等参数，以确保其能够满足汽车电子设备的要求，并保证供电的稳定性和可靠性。

一级电源中的电压转换器负责将输入的直流电压转换为适合后续电路处理的信号。常用的电压转换器包括线性稳压器和开关稳压器等。电源中的保护电路负责对电源系统进行过压保护、过流保护和短路保护等。常用的保护电路包括保险丝、限流电阻和压敏电阻等。

二级电源：是指从一级电源输出的直流电压再次进行转换和调节的电源。它通常包括DC-DC转换器、稳压器等组件，用于将一级电源输出的直流电压转换为更低或更高的电压，并保持稳定。二级电源通常用于供应汽车电子控制系统中的次要电路，如娱乐系统、导航系统、车载通信系统等。二级电源需要具备高效率、稳定性好、抗干扰能力强等特点，以适应汽车工作环境的挑战。它们在汽车电子控制系统中起到关键的作用，确保各个电子设备能够正常工作。

1.开关电源芯片

电源中的开关电源芯片是实现直流电压变换的核心元件，其通过控制开关管的导通和关断时间，实现直流电压的升降和稳压。常用的开关电源芯片包括PWM控制芯片和反激式变换器等

2.输出滤波器

二级电源中的输出滤波器负责对输出电压进行平滑和滤波，以去除其中的高频噪声和纹波。常用的输出滤波器包括元型滤波器和LC滤波器等。

3.反馈电路

二级电源中的反馈电路负责对输出电压进行采样和反馈，实现输出电压的闭环控制。常用的反馈电路包括运放器和比较器

在汽车电子系统中，电源管理系统是至关重要的组成部分。它负责将车载电池的直流电压转换为各种电子元件所需的直流电压，以满足诸如发动机控制模块、安全气囊、音响系统等设备的用电需求。在这个过程中，一级电源和二级电源的设计与优化起着关键作用。

本培训将详细介绍汽车中控一级电源和二级电源的设计要点及注意事项

一级电源设计

1.输入滤波器设计

输入滤波器的主要功能是去除输入电压中的交流成分和噪声，以确保稳定的直流电压输入。在设计输入滤波器时，应考虑以下因素:

(1)滤除高频噪声:使用LC滤波器或r型滤波器可以有效滤除高频噪声

(2)抑制浪涌电流:在启动或加载瞬间，滤波器应能有效抑制浪涌电流，防止对电源系统造成冲击。

(3)提高电源效率:选择低阻抗的元件，以降低能耗，提高电源效率

2.电压转换器设计

电压转换器负责将输入的直流电压转换为适合后续电路处理的信号。常用的电压转换器包括线性稳压器和开关稳压器。在设计电压转换器时，应考虑以下因素：

(1)转换效率:选择转换效率高的电压转换器，以降低能耗

(2)输出电压精度:根据负载需求，选择输出电压精度合适的电压转换器

(3)噪声抑制: 考使用LC滤波器或T型滤波器来抑制噪声干扰。

3.保护电路设计

保护电路负责对电源系统进行过压保护、过流保护和短路保护等。在设计保护电路时，应考虑以下因素:

(1)过压保护:通过设置过压保护闻值，当输入电压超过设定值时，保护电路应立即动作，防止电压过高对电路造成损坏。

(2)过流保护:当负载电流超过设定值时，过流保护电路应立即动作，防止电流过大导致电路发热甚至烧毁。

(3)短路保护当负载出现短路故障时，短路保护电路应立即动作，防止电路故障对整个电源系统造成冲击

二级电源设计

1.开关电源芯片选择

开关电源芯片是实现直流电压变换的核心元件。在设计二级电源时，应根据负载需求选择合适的开关电源芯片。在选择开关电源芯片时，应考虑以下因素:

(1)输出电流:根据负载电流需求选择输出电流合适的芯片。

(2)输出电压精度:根据负载电压需求选择输出电压精度合适的芯片

(3)工作频率:选择工作频率高的开关电源芯片可以提高电源效率，但也会增加电磁干扰(EMI)。因此需要在效率和EMI之间进行权衡。

2.输出滤波器设计

输出滤波器负责对输出电压进行平滑和滤波，以去除其中的高频噪声和纹波。在设计输出滤波器时，应考虑以下因素:

(1)滤除高频噪声：使用LC滤波器或T型滤波器可以有效滤除高频噪声

(2)抑制纹波：选择低阻抗的元件，以降低纹波干扰。纹波是一种在开关电源输出端产生的交变电压信号，其频率通常为开关频率的整数倍。纹波过大可能导致负载设备工作异常或损坏。因此，需要采取措施抑制纹波。

常用的抑制纹波的方法包括使用型滤波器、磁珠等元件来吸收高频信号能量或使用电容来平滑输出电压信号等。在实际应用中需要根据具体情况选择合适的方法来抑制纹波

例如：安森美的NCV8876非同步升压控制器工作输入电压范围为2伏(V)至44 V，带有自动唤醒及关闭功能，其设计用于为汽车启动-停止条件期间提供最小输出电压，以应付汽车电池电压突降。当供电电压下降至低于7.2 V时，NCV8876启动；一旦此电压降至低于6.8 V，升压工作启动，NCV8876驱动外部N沟道MOSFET。此器件在休眠模式下仅消耗11微安(μA)的静态电流，故将功耗降至最低。

NCV8876提供多种保护功能，包括逐周期限流、过热关闭(阈值为170 °C)及断续模式过流保护。它的峰值电流模式控制及内置斜坡补偿确保器件在完整电压范围内的稳定性。这也确保它在电流故障条件下受到保护，即在超过电流极限时，在开关周期的剩余时间内关闭电源开关。

NCV89653 2.1兆赫兹(MHz)开关频率双通道降压DC-DC降压转换器旨在用于集成于当今汽车中的复杂驾驶辅助系统。它的两个通道都可外部调节(范围为0.9 V至3.3 V)，能提供达1,600 mA的电流。同步整流功能使这器件能够提升系统能效。这器件还加入了集成软启动、逐周期限流及过热关闭保护等功能，表示这器件极适合在严格汽车环境中应用。NCV8876及NCV896530均支持40 °C至150 °C的结点温度范围。

NCV8876是能够针对汽车电池电压低条件自动作出反应的现成器件，而其它可选方案要么要求设计定制专用集成电路(ASIC)，要么基于分立元件但提供慢得多的响应时间。NCV896530由于提供2.1 MHz开关频率，不会与调幅(AM)频段相互干扰，因为它的两个通道彼此180°异相， 电压轨上的峰值电流需求大幅下降。

 

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