如今，隨著人們對汽車的便利性、安全性、舒適性以及環保節能的要求越來越高，汽車已由較初的以機械部件為主演變至機電一體化，且對電子技術的依賴程度不斷提高，越來越多的電子模塊被集成以向汽車使用者提供更多功能。然而，這趨勢也令汽車電子工程師面臨更多的挑戰：數字元件的增多導致電源電壓下降以及元件內電流上升，加上政府法規對二氧化碳排放的要求日趨嚴苛，以及消費者對燃油經濟性的要求，工程師需要從電源管理模塊的設計方面考慮如何降低功耗，減小靜態電流，提升系統能效并符合各種環境法規及安全標準。

 

電源能效

 

盡量提升電源能效一直是設計的一個核心目標。從熱力學角度來講，現實世界的能量轉移并不完美，由于散熱和其他系統損耗等因素，輸入功率永遠不可能等于輸出功率。這由電源能效來衡量，也就是輸出功率除以輸入功率的比值。

 

我們假定線性穩壓器和開關電源都有2.5 W的額定功率，以及5 V輸出電壓和0.5 A輸出電流，那么線性穩壓器需要6 W的輸入功率（損失的3.5 W歸咎于穩壓器散熱），能效為41%，而開關式穩壓器僅需2.8 W的輸入功率，能效高達90%。

 

因此，開關方案提供比線性方案更高的能效。對設計師來說，了解從線性方案邁向開關方案的設計考量及其對設計的影響是很有必要的。

 

開關電源設計考量

 

根據開關電源的工作原理，通過導通和關斷的開關狀態對輸入電壓進行增加/減小/逆變的脈沖調制，這是優于線性方案只能減小輸入電平的又一優勢。然而，開關方案也有很多弊端，由于其復雜的反饋回路，外部元件較線性方案多且需要更多的PCB面積，再加上開關的性質導致其除噪性能差。

 

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