按照 Strategy Analytics 公司的研究結果：“未來 7 年，對可行半導體器件的需求預計將以 5% 的平均年復合增長率 (CAGR) 增長，到 2021 年總體市場規模將超過 410 億美元，而 2014 年市場規模為 300 億美元。”該公司還預測，對微控制器和電源半導體的需求將產生超過 40% 的收入。

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Strategy Analytics 針對汽車中電子系統的增長預測提供了量化描述，但是更令人感興趣的是，電源 IC 在這種增長中發揮了無處不在的作用。這些新型電源 IC 必須：

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用單一電源管理 IC 提供多個電壓軌

跨多種電壓范圍提供可靠的性能，包括從4V 的冷車發動和停-啟情況到超過 36V 的拋載瞬態

提供從 5V 直至低于 1V 的輸出范圍

具備超低電磁干擾 (EMI) 輻射

提供盡可能的最高效率以最大限度減輕過熱問題，并優化電池運行時間

超低靜態電流 (每個通道小于 10μA) 可使安全、環境控制和信息娛樂系統等始終保持導通的系統在汽車引擎 (交流發電機) 不運行的情況下保持工作狀態，并不會耗盡汽車電池的電量

提供占板面積最小的解決方案，且常常需要提供多個電壓軌，以最大限度減少電源轉換電路所需空間

提供 2MHz 或更高的開關頻率，以保持開關噪聲在 AM無線電頻段以外，并保持很小的解決方案占板面積

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汽車中的電子系統日益增多、越來越復雜，提高電源 IC 性能的目的是允許設計適應這種狀況的電子系統。促進汽車中電子系統增長的具體應用在汽車中到處都是。例如，新型行車安全系統包括車道監視、自適應行車安全控制、自動轉向和前燈調光等。信息娛樂系統 (車載多媒體系統) 不斷演變，在一個已經很擁擠的空間中不斷塞入更多功能，但是現在還必須支持日益增加的云應用。采用了停/啟系統的先進發動機管理系統以電子方式控制變速器和發動機。動力傳動和底盤管理系統旨在同時提高性能、行車安全和舒適性。幾年前，還僅能在“高端”豪華型汽車中見到這些系統，但是現在這些系統在每一家制造商的汽車中都屬于常見配置了，這進一步加速了汽車電源 IC 市場的增長。

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更小的電源轉換電路

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有幾種方法可使電源轉換電路更小。一般而言，電路中最大的組件不是電源 IC，而是外部電感器和電容器。通過將電源 IC 的開關頻率從 400kHz 提高到 2MHz，這類外部組件的尺寸可以極大減小。不過，要有效實現這一目標，電源 IC 必須能夠在這類較高的頻率上具備高效率，這在以前是不可行的。然而，通過采用最新工藝和設計方法，已經開發出同步電源 IC，這類 IC 以 2MHz 切換時效率超過 90%。高效率工作最大限度降低了功耗，從而無需散熱器。高效率工作還有一個附加的好處，即保持開關噪聲位于 AM 頻段以外，這對很多噪聲敏感型電子系統而言是至關重要的。

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另一種顯著減小電源轉換電路的方法是，當需要幾個單獨的輸出電壓軌時，用多輸出轉換器代替多個單獨的器件。例如，當給一個微處理器供電時，大多數設計都需要 3 個獨立的輸出，以給微處理器所需的 VCORE、VI/O 和 VMEM 供電，還需要第四個 5V 軌給 CAN 收發器供電，該收發器使微處理器能夠與系統中其余電子組件通信。恰當設計的 4 輸出轉換器 IC 比相應的單輸出轉換器大得不是很多，而其解決方案占板面積卻可能比 4 個單獨的單輸出轉換器小一半以上，當比較采用 2MHz 開關頻率的 4 輸出穩壓器和以 500kHz 運行的 4 個單輸出穩壓器時，尺寸的減小尤其有吸引力。此外，4 輸出轉換器用來最大限度減小不希望出現的通道間串擾，而 4 個相鄰單輸出轉換器之間的串擾可能很成問題，除非這些轉換器全部同步到一個公共時鐘。增加外部時鐘和同步會同時增大尺寸、復雜性以及電路成本。

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工作時具很低的 EMI

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因為汽車電氣環境有固有噪聲，很多應用易于受到電磁干擾 (EMI) 影響，所以極需關注的是，開關穩壓器不能加重這類 EMI 問題。因為開關穩壓器一般是輸入電源總線上第一個有源器件，所以不論下游轉換器好壞，開關穩壓器都會顯著影響轉換器的總體 EMI 性能。因此，最大限度降低 EMI 迫在眉睫。過去所采取的解決是采用 EMI 屏蔽罩，但是這種方法顯著增大了成本和解決方案占板面積，同時使熱量管理、測試和制造更加復雜。另一種潛在的電源管理 IC 解決方案是降低內部 MOSFET 開關邊沿的變化速度。然而，這種方法產生了不想要的影響，即降低了效率，延長了最短接通時間，損害了 IC 以等于或高于 2MHz 開關頻率提供低占空比的能力。由于人們希望同時實現高效率和較小的解決方案占板面積，所以這不是一種可行的解決方案。幸運的是，一些不久前推出的電源 IC 設計同時實現了快速開關頻率、高效率工作和較短的最短接通時間。這些設計可以提供低 EMI 輻射，甚至具 2MHz 開關頻率和效率超過 90%。這些 IC 設計也無需使用額外的組件或屏蔽，就可實現如此高的性能水平，因此成為開關穩壓器設計領域的重大突破。

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一種新的 IC 選擇

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