面向汽车应用的电子系统设计颇具挑战性，原因很多，其中包括宽工作温度范围、严格的EMC和瞬态要求、以及汽车OEM制造商所要求的高质量水准。就宽工作温度范国而言，电源管理IC面临着来自两个方面的挑战。本文针对这两大挑战，带来一款高功率电源管理解决方案。
产品的外形不断缩小，因而对功能和特性的要求持续提高。与此同时，用于为这些产品供电的精细数字IC（例如：微处理器[μP]和微控制器[μC]或现场可编程门阵列[FPGA] ）的业界发展趋势是：继续降低其工作电压，同时增加其电流量。微处理器是导入设计时最常用的此类IC之一，而且诸如Freescale、Intel、NIVIDIA、Samsung和ARM等供应商推出了越来越多的高效率型产品。这些产品设计用于为众多的无线、嵌入式和网络应用提供低功耗和高性能处理。
这此处理器的最初目的是帮助OEM制造商开发出体积较小、成本效益性更加、电池使用寿命长的便携手持式设备，同时，提供更高的计算性能以运行功能丰富的多媒体应用程序。然而，这种对于高效率和高处理性能组合的需求已经扩展到了非便携式应用领域。相关的例子包括汽车信息娱乐系统和其他的嵌入式应用。它们均需要相似的效率和处理性能。
在所有的场合中，都必需采用一种高度专用的高性能电源管理IC（PMIC）来正确地控制和监视微处理器的电源，以便获得此类处理器的所有性能优势。此外，随着汽车车载电子装备小断地大幅增加，作为车内各种控制系统之“主力”的微处理器的使用量也大为增多。信息娱乐系统囊括了大量旨在改善驾驶体验的功能。触摸屏、蓝牙通信、数字及高清晰度电视（HDTV）、卫星无线电、CD/DVD/MP3播放器、全球定位系统（GPS）导航和视频游戏系统已经在汽车内部营造了一个成熟完备的娱乐中心！
汽车PMIC挑战
面向汽车应用的电子系统设计颇具挑战性，原因很多，其中包括宽工作温度范围、严格的EMC和瞬态要求、以及汽车OEM制造商所要求的高质量水准。就宽工作温度范国而言，电源管理IC面临着来自两个方面的挑战。首先，电源转换（即使在高效率的情况下）必定会将一些功率作为热量消耗掉。
当把几个DC-DC和LDO稳压器集成在一单个器件之中时，其组合功率耗散会相当大，轻而易举地就能接近2W或更高。典型的PMIC封装（比如：6mm x 6mm 40引脚、裸露衬垫QFN）具有一个33℃/W的热阻，可导致结温升幅超过60℃。如果再加上宽环境工作温度范围这个额外的难题，PMIC的最大结温常常会超过125℃，即使是在汽车车身电子没备中（不是引擎罩下），密封式塑料电子控制模块内部的环境温度亦可达到95℃。由于这些温度方面的难题、许多规格在85℃甚至125℃的PMIC都不足以在高温环境中持续运作。
集成型电源管理器件在高环境温度场合工作的另一个关健点是：器件应能自行监视其芯片温度并在其结温变得过高时进行报告，这样系统控制器就能机智灵活地决定是否降低负载的供电功率。通过关断不太重要的功能电路或者调低处理器和其他高功率功能电路（例如：显示器和网络通信）的运行性能，操作系统软件能够实现上述目标。现今汽车仪表盘的内部环境中挤满了各种类型的电子线路与组件。向从蓝牙到基于蜂窝电话的网络连接等无线电装置的加入则使这种状况雪上加霜。因此，假如要在这个散热条件严重受限的环境中装入任何新的组件，那么这些新组件就不能产生过多的热量或EMI，这一点是十分必要。
这里的电磁兼容性（EMC）要求十分严格，其涵盖了辐射和传导发射、辐射和传导抵抗力或敏感性、以及静电放电（ESD）。如欲拥有满足这些要求的能力，那么PMIC设计的性能方面将受到影响。其中有些影响是简单直接的，比如：DC-DC开关稳压器必须在远远超出AM无线电频段的某个固定频率上运作。然而，DC-DC转换器中的另一个常见的辐射发射源则来自于其内部功率MOSFET的开关边缘速率。必须对这些边缘速度进行控制以减少辐射发射。
当今的许多嵌入式系统和先进处理器都需要在电源上电及施加至各种不同的电路时执行受控和精心设计的排序。提供系统灵活性及简单的排序方法不仅可使系统设计更加容易，而且还能提高系统可靠性并允许由单个PMIC来应对更加广泛的系统，而不仅仅局限于满足某种特定处理器的要求。
概括起来，汽车信息娱乐系统设计人员所面临的主要难题包括：
1、在功率耗散与高集成度（内置多个开关稳压器和线性稳压器）
之间实现平衡
2、先进的纳米技术理器和FPGA所要求的准
确输出电压调节和负载阶跃响应
3、监视结温
4、对于辐射及传导噪声的耐受力，并产生很低
的辐射
5、电压瞬变大和极端的工作温度
6、管理启动和停机期间的电源排序
7、尽量缩减解决方案的尺寸和占板面积
一款简单的解决方案
历史上，很多PMIC都不具备用于处理这些新式系统和微处理器所需的功率。对于任何旨在满足上述汽车电源管理IC设计限制条件的解决方案来说，其必须同时具备高集成度（包括高电流开关稳压器和LDO）、宽工作温度范围、电源排序、关键参数的动态I²C控制和“难以实现的”功能构件。此外，具有高开关频率的器件还可以缩减外部组件的尺寸，而淘瓷电容器则能降低输出纹波。这种低纹波与准确、快速响应稳压器相组合，可满足45nm型处理器苛刻的电压容差。虽然输入电压通常取自经过顶先调节的5V或3.3V系统电源轨或电池电压，但此类电源IC还必须拥有适应严苛汽车环境的能力，包括辐射发射抑制。
一款高功率的电源管理解决方案
详情请下载：应对汽车PMIC挑战：一款高功率电源管理解决方案
与昔日的座驾相比，如今的汽车取得了长足的进步。简单的AM/FM收音机已经让位给最新的技术，例如：卫星无线电、触摸屏、导航系统、蓝牙、HDTV、集成型蜂窝电话、媒体播放器和视频游戏系统等。而且，通过取代分立型电源IC组件或过度集成的传统大型PMIC（即带有音频、编解码器等），系统设计人员将能够采用新一代的紧凑型电源管理解决方案IC，此类IC集成了关键的电源管理功能，旨在以较小和较简单的解决方案来实现新的性能水平。高性能处理器通常具有一组独特的电源要求，包括多个高电流和低噪声电压轨、可编程排序和动态I2C调节。因此，重要的是选择合适的PMIC为其提供控制和供电。