现代高端汽车需要近100个电子控制单元(ecu)。每一个ECU(图1)由汽车电池通过前端降压转换器供电。后端负载点(POL)降压转换器，依次为ECU的智能负载(MCU, CAN, I/ o)提供所需的低电压。这些后端稳压器必须很小，遵循严格的安全标准，在大范围的温度范围内使用低输入电压，并将射频干扰(RFI)最小化，同时展示出高精度、高效率和高可靠性。
1.电子窗口控制单元是一种通过前端降压转换器供电的电子控制单元。
车内的ecu
ecu是小型计算模块，控制着现代汽车的大部分系统。因此，机载电力电子需要使用最小的空间。ecu通过控制器区域网络(CAN)连接，以控制汽车的引擎、电动车窗、刹车、安全气囊、灯光、娱乐系统、转向功能等。
驱动ECU
典型ECU的框图如图所示图2．前端高压降压变换器(HV buck)直接与车载电池连接，为单片机供电。它的输出电压通过专用的低压POL buck变换器(LV buck)分配到其他ECU的电子负载。ecu在一个小空间里装了很多电子产品。
2.这是一个典型ECU的框图。
汽车环境
汽车所处的环境非常恶劣，温度和湿度变化很大，经常暴露在化学、辐射和机械应力下。在这种环境下，像无线电和其他敏感电子设备这样的功能仍然必须正确地发挥作用。汽车中的开关调节器必须在不增加电磁污染的情况下运行。它们还必须有效地运行，以减少ECU的热量产生，提高可靠性。
低输入和输出电压
汽车上的电子负载采用高密度、亚微米工艺技术设计，需要非常精确和非常低的电压才能运行。根据所用的工艺，集成电路需要不同的输入电压，从1伏到几伏不等。相应地，低压BUCK必须在高压BUCK输入电压较低的情况下工作，同时提供稳压输出，虽然很低，但可以覆盖很宽的范围。
符合汽车标准
很难找到一个单一的电压调节器，满足所有汽车ecu的严格要求。这些buck转换器必须从头开始设计，以适应汽车环境。低输入电源电压是第一个挑战，因为低压降压内部电路必须在很小的净空下工作。
这种挑战通过特殊的低压集成电路设计技术来解决。高频切换避免am波段射频干扰。扩频调制可以进一步降低电磁干扰，以帮助设计符合严格的电磁干扰标准，如CISPR25。向监控系统报告故障情况的数字输出对于最大化系统可靠性是必要的。
为了满足汽车的可靠性要求，集成电路的制造和质量测试必须超出消费级设备的水平。该设备的特点是在全汽车工作温度范围内。跟踪模具来源并进行分类，以确保最高质量。
MAX20073/MAX20074开关稳压器系列(由马克西姆集成)符合汽车标准，提供2-A/3-A负载电流从0.5到3.8 V。输入电压范围为2.7 ~ 5.5 v，温度范围为-40℃~ +125℃。图3显示应用程序关系图。固定频率的脉宽调制(PWM)工作模式具有2.2 mhz的开关频率(高于AM频段)，可以降低RFI。可选的扩频模式可满足电磁干扰要求。
3.如图所示为MAX20074和MAX20074的应用示意图。
其他功能包括:
Skip-mode操作
一种高效的脉冲频率调制模式(跳跃模式)大大提高了在轻负荷下的效率。跳过模式将开关频率降低到维持输出电压所需的最小值。跳过模式可以通过IC上的数字输入来激活/去激活。
效率高
家族的R值很低DS(上)集成的同步整流mosfet有助于高效运行。由于在轻负载下的跳跃模式和在重负载下的恒频PWM操作，在很宽的电流范围内效率仍然很高。在3.3 v输入和1.8 v输出时，2-A效率曲线如图所示图4(蓝绿色曲线)．
4.图中为3.3 v输入和1.8 v输出时的2a效率曲线。
IC的效率在整个操作范围内显示高于竞争对手的设备(红色曲线)。在满载时(恒频PWM工作)，20点的效率优势是最大的。
小尺寸
该设备可用3 × 3毫米，10针TDFN封装与外露垫。它们很少使用外部组件。一个完整的固定输出电路可以在PCB上放置65毫米²的区域。
结论
为汽车ecu提供可靠性、低电压输入和输出、小尺寸、低噪音和高效率的组合是一个挑战。设计了两个POL buck变换器(2a和3a)来满足这一挑战——其固定频率的PWM工作，具有2.2 mhz的开关频率，有助于降低RFI和扩频工作，以满足严格的EMI标准。由于可用于汽车电子的空间越来越小，所以小的封装尺寸和有限的外部部件非常重要。
工厂微调也发挥了关键作用，支持0.5至3.8 V之间的固定输出电压值25 mv增量。或者，配置该设备调节到由外部电阻分压器设置的电压也是可能的。这些特性使得设计紧凑、高性能的ecu更加容易，适用于恶劣的汽车环境。
