近年来，随着电动汽车等系统越来越受欢迎，电力电子领域再次受到关注。由于电动汽车中许多影响效率、成本和重量的子系统都是电力电子相关，为了确保电动汽车在未来保持高性能和低价格，必须改进电源解决方案。
在一年一度的应用电力电子会议 (APEC) 上，德州仪器 (TI) 即将发布数款电源解决方案，旨在解决电动汽车这些问题。
电动汽车电源的趋势
德州仪器认为，电动汽车电源系统中最紧迫的两个问题是如何实现低噪声性能和低EMI。
Kilby Labs 的电源管理研发经理 Morroni 告诉All About Circuit，“60 年代的汽车射频相关的只有车载收音机，这是唯一可能受到干扰的东西。而在如今的电动汽车中，拥有更多的系统，而这些系统都非常敏感。我们必须保护这些系统不相互干扰，这很复杂。”
电动汽车中的一些电力系统。图片由美国能源部提供
克服干扰的挑战变得很重要。首先，电动汽车需要极高的电力系统和数公里长的电缆，这会产生大量的 EMI。与此同时，开发人员正在将越来越多敏感的模拟电子系统引入车辆，以实现 ADAS 和自动驾驶功能。这两个因素相互冲突，问题就变成了，我们如何设计大功率电动汽车以尽可能降低 EMI？
TI 线性电源副总裁 Alex Chin 阐述道：“ADAS 系统往往非常敏感。例如，车辆周围的 CMOS 图像传感器非常容易受到噪声的影响，除了 EMI 之外，它们还需要具有低噪声水平的电源。”
因此，挑战不仅仅是消除 EMI。一般来说，设计人员还必须确保敏感模拟信号在电源轨上的低噪声水平。
低 EMI 降压转换器
为应对低 EMI 系统的挑战，德州仪器今天发布了两款新的降压转换器解决方案。
这两款产品 LMQ66430 和 LMQ66430-Q1 都是 36V-3A 电源转换器，专为减轻工业和汽车应用中的 EMI 和噪声而设计。值得注意的是，转换器能够通过在封装上集成两个输入旁路电容和一个启动电容来帮助降低系统 EMI。
通过集成无源器件，从而减少此类开关应用中通常存在的高di/dt电流环路。此外，环路电感降低，也可以支持时序关键型开关元件，例如 GaN 晶体管。
LMQ66430 在封装中集成了无源器件。图片由 TI 提供
“在 LMQ66430 中，集成这些无源器件使我们能够控制环路电感以降低 EMI。”Morroni 解释说。“此外，在高速 GaN 开关的情况下，这使我们能够更快地驱动开关以获得更高的效率。”
除此之外，降压转换器的静态电流（Iq）为 1.5µA，这意味着系统在关闭时的漏电流更小。
低噪声 LDO 线性稳压器
TI 在 APEC 上发布的另一产品是 TPS7A94，这是一款旨在实现极低噪声性能的新型低压差 (LDO) 线性稳压器。
新 LDO用于对噪音极为敏感的器件，可提供 0.46µVRMS 的超低输出噪声，TI 声称该数字比竞争对手优秀 46%。此外，为了帮助将下游组件与上游噪声隔离开来，TPS7A94 的 PSRR （电源纹波抑制）在 1 kHz 时为 100 dB，在 1 MHz 时为 60 dB。
TPS7A94 的典型应用电路。图片由 TI 提供
在讨论新的 LDO 时，Chin 说：“使用 TPS7A94，我们实际上是在调整电源轨的两个主要噪声源。首先，我们将 LDO 产生的噪声降低到行业领先水平。其次，我们提供了非常出色的 PSRR 性能来清除来自上游电源的噪声。”
