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2004年到2007年，美国先后举办了三场无人驾驶挑战赛，催生了自动驾驶这一赛道。由此，自动驾驶步入了产业化时代，各汽车强国都在争相抢占产业制高点。在中国，伴随着新能源汽车市场的火热，自动驾驶也步入了发展快车道。 自动驾驶汽车（Autonomous Vehicle），是指一种通过传感器和运算单元实现无人驾驶的智能汽车，其核心硬件模块包括电子控制单元（ECU, Electronic Control Unit）/域控制器（DCU, Driving Control Unit）和传感器（感知元件）两大部分。根据美国汽车工程师协会（SAE）发布的SAEJ3016标准和2021年8月中国出台的《汽车驾驶自动化分级》国家标准，自动驾驶被分为L0至L5 六个等级，从L0级应急辅助驾驶到L5级完全自动驾驶，如下图所示： 自动驾驶市场的在世界范围内不同程度的增长是毋庸置疑的...

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随着高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和信息娱乐系统的片上系统 (SoC) 计算能力不断提高，这对功率提出了更高的需求。一个 SoC 可能需要 10 多种不同的电源轨，电流范围也从数百安(A) 到几毫安。为这些应用设计最佳电源架构绝非易事。本文将讨论如何为汽车 SoC 设计最佳电源架构，尤其是预调节器的设计。 汽车环境中的 12V 电池总线可能面临各种压力源，例如汽车行驶期间产生的瞬态过压 (OV) 和欠压 (UV) 情况。因此，能够工作在PC 12V 总线上的大多数DC/DC 集成电路 (IC) 并不适合汽车应用。汽车应用需要一个预调节器来为低电压 DC/DC IC 做准备。预调节器应生成干净的总线（通常为 5V 或 3.3V），使核心 VR 和其他变换器能够顺利运行。 在开发初期，SoC 的电源要求中通常会给出每个电源轨的电压和电流额定值，以及系统需要支持的预期瞬态电流。...

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本系列的上、下两篇文章探讨了防反保护电路的设计。 上篇 介绍了各种脉冲干扰以及在汽车电子产品中设计防反保护电路的必要性，同时回顾了 PMOS 方案保护电路的特性；本文为下篇，将讨论使用 NMOS 和升降压驱动 IC 实现的防反保护电路。 设计具有 NMOS 和驱动IC 的防反保护电路时，NMOS 需放置在高边，驱动IC也从高边取电，这里将产生一个大于输入电压 (VIN) 的内部电压，给 NMOS 提供 (VGS)驱动供电。 根据驱动电源产生的原理，驱动IC可以采用电荷泵方案或升降压（Buck-Boost）方案。具体描述如下： 图 1 显示了电荷泵方案与升降压方案的特性。 图2显示了具有电荷泵拓扑的NMOS驱动简化工作原理图。 CLK周期描述如下： S1和S2导通 C0 由内部对地电压源充电 S3和S4导通 C1 由 C0 上的电...

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汽车电源系统常在极为恶劣的环境下运行，数以百计的负载挂在汽车电池上，需要同时确定负载状态的汽车电池可能面临极大的挑战。当负载处于不同工作条件和潜在故障状态时，设计人员需要考虑电源线产生的各种脉冲可能带来的影响。 本系列的上、下两篇文章将探讨如何设计防反保护电路。本文为上篇，我们将介绍汽车电源线上的各种脉冲干扰，然后讨论防反保护电路的常见类型，并重点关注 PMOS电路； 下篇 将讨论使用 NMOS和驱动器 IC 实现的防反保护电路设计。 图 1 显示了不同应用场景下电源线上可能出现的各种脉冲类型。例如，当大功率负载突然关闭，电池电压可能产生过冲；当大功率负载突然启动，电池电压将会跌落。当感应线束突然松动，负载上将产生负电压脉冲。而发电机运行时，交流纹波会叠加在电池上。还有使用跳线时，备用电池可能使用错误，从而导致极性反接，此时电池电压极性长时间反接。 为解决汽车电源线上...

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汽车技术的进步极大地增加了典型汽车系统中复杂电子电路的数量，用以改善驾驶体验与安全性。新车型不断为信息娱乐系统提供更高分辨率的显示屏、增强的用户界面和更多的连接选项；而先进的安全功能则包括了用于避免碰撞的激光雷达，以及用于驾驶员感知的多摄像头与传感器。大多数这种电子模块都会连接到 12V 或 24V 电池系统，这意味着它们会经受严苛或动态瞬态环境的影响。如何确保电路在极端环境下的可靠运行，这对电源设计人员提出了严峻的挑战。图 1 所示为典型的汽车电子系统。汽车电池系统的典型负载包括信息娱乐系统、ADAS、数字驾驶舱、照明系统、电子模块 (ECU) 和 CAN 总线。图 1：典型汽车电子系统从交流发电机产生的严重高能瞬变到点火系统产生的低电平噪声，传统汽车电源的瞬态条件多种多样。本文将介绍一些常见的汽车瞬态条件，例如电池反向、冷启动、热启动和负载突降，并探讨这些瞬态产生的原因以及系统设计的挑...