《线性稳压器系列》3：如何根据应用需求选择合适的线性稳压器

本文作者： 英飞凌汽车事业部工程师万丹

针对不同的汽车应用需求，线性稳压器分为多种类型。除通用线性稳压器外，还有后线性稳压器、跟踪器和电流检测线性稳压器。每种类型的特点是什么？如何选择不同的应用程序？让我们详细解释一下。

1. 汽车应用中电源供电结构概述

汽车电子模块产品种类繁多，应用类型也多种多样产品和应用都需要电源芯片。电源芯片包括线性稳压器和DC/DC，通常在系统结构的前端，将车辆电池电源转换为满足后端电池芯片需求的稳压源。因此，线性稳压器的选择与电源结构中电源芯片的类型和位置有关。

由于机械结构，板内的电芯片将存在于系统中，如MCU、 通讯芯片（CAN, Ethernet switches）、存储芯片等，以及板外电芯片，如传感器芯片和天线。以下是如何为这些不同的电芯片选择合适的线性稳压器。

2. 推荐板内电芯片电源

系统中的电芯片大多在板内，通常使用通用线性稳压器和后线性稳压器为板内的电芯片供电。

a) 在什么情况下使用通用线性稳压器？

如果系统只需要1~2路电源轨(如5)V，3.3V），然后使用1~2个通用线性稳压器。在这种应用场景下，线性稳压器的输入引脚直接连接到车辆电池，因此对线性稳压器有以下要求：

1） 为了支持系统满足行业标准(如LV124)要求，并在发动机点火（Cranking） 在应用场景下也能稳定工作；

2） 静态电流较低，以满足系统静态功耗的要求。

以下参数可以更好地满足上述要求：

1）3V – 40V适用于24的输入电压范围V输入较高电压可达60的通用线性稳压器V；

例如：TLS820输入电压范围

2）5μA ~ 40μA静态电流性能

例如：TLS静态电流参数805

b) 后线性稳压器在什么情况下需要使用？

当系统需要多路电源轨时，例如Camera除了应用MCU 和CAN外，还需要2.5V和1.8V给Camera推荐供电DC/DC 提高电源效率的后级稳压器方案。

例如，同一系统只使用通用型LDO供电时，功耗为12W：

若使用DC/DC 后稳压器的供电结构可降至~4W：

由于后级线性稳压器的输入通常来自于一个DC/DC输出电压稳定，后线性稳压器的输入电压范围不需要像通用线性稳压器那样宽，具有更多的成本优势。

例如：TLS205输入电压范围：

此外，后线性稳压器的低输出噪声特性也能更好地满足Camera和RADAR应用电源的低噪声要求。

例如：TLS208的输出表现

3. 推荐传感器电源

建议使用跟随器（Tracker）为传感器供电。

传感器应用场景对电源的要求如下：

1） 支持系统实现更高的检测精度；

2） 如果给板外传感器供电，电源输出端需要更高的鲁棒性，能够承受输出端的短路需求。

跟随器的如下特点能更好地满足上述要求：

1） 跟踪精度很高，以保证传感器电源电压的高精度跟踪MCU的ADC为了实现更高的检测精度，模块的参考电压；

例如：TLS105跟随精度参数

2） 输出端具有较高的耐压值和集成限流功能，以支持输出端对电源/地面短路的需求。内置反向保护功能。适用于板外传感器。

例如：TLS105各种耐压值（Absolute Maximum Rating）参数

跟踪器的原理决定了它需要外部参考电压VADJ如果是，确保输出VADJ电压消失了，跟随器的输出也关闭了。因此，跟随器的应用电路结构也不同于通用线性稳压器。

上图为通用线性稳压器的应用电路结构，无需参考电压VADJ。

上图为跟随器的应用电路结构，需要参考电压VADJ。

4. 推荐天线电源

建议使用电流检测线性稳压器为天线供电。

天线应用场景对电源的要求如下：

1） 能检测天线的供电电流；

2） 可监测天线的开路/短路状态，调节供电线的电流和电压；

3） 由于板外负载要求电源输出端具有更高的鲁棒性，因此能够承受输出端的短路需求。

目前，一些应用程序使用外部分立器件来构建输出电流的检测电路，其缺点是：

1） 分立电路结构复杂，包括大量设备，每个设备都会给检测系统带来误差，较终检测电路的检测精度相对较低；

2） 分立器件数量多，占板面积大，通常用于天线应用，如T-Box模块，eCall尺寸小的模块，PCB面积有限，分立电路方案会增加PCB板材设计难度。

电流检测线性稳压器的以下特点可以更好地满足天线对电源的要求：

1） 内置输出电流检测功能，可高精度检测输出电流值。

例如：TLF4277-2的检测精度为5%-10%

2） 内置可调输出限流功能，以调节输出电流。

输出限流的调节是通过芯片引脚上连接的电阻来实现的。

3） 输出电压可调。

4） 通过状态脚反馈内置多种诊断功能MCU。

例如：TLF4277-2的诊断结果体现在CSO引脚电压上

5） 输出端具有较高的耐压值和集成限流功能，以支持输出端对电源/地面短路的需求。内置反向保护功能。适用于板外天线。

例如：TLF4277-2耐压值（Absolute Maximum Rating）参数

以上是对不同类型线性稳压器特点和应用场景的详细介绍。同时，附上较新的选择列表，希望能帮助您更合理地选择英飞凌汽车级线性稳压器。

选型列表(点击查看大图)

以上是线性稳压器系列的全部内容。通过这三篇技术文章，我们系统地梳理了线性稳压器，从基本原理、功能和类型逐步进步，并对汽车级进行了深入和详细的解释LDO内置诊断和保护功能。较后，分析了汽车应用的供电结构，解释了如何根据应用选择合适的线性稳压器。如果你认为这篇文章对你有帮助，请记住与你的朋友分享。详情请浏览以下网站。