随着汽车逐渐演变为高度复杂的电子平台，对可靠且高效的电源管理解决方案的需求愈发迫切。在保障现代汽车系统顺畅运行的众多组件中，低压差稳压器(LDO)在汽车电子设计中的地位变得越来越核心。Nexperia的新型NEX90x30/15-Q100系列旨在为汽车传感器和负载提供稳定且精准的供电。
将较高的输入电压转换为稳定的较低输出电压，且即使在负载变化的情况下仍能保持超低压降，这一点对多种汽车系统而言至关重要。从安全关键的高级驾驶辅助系统(ADAS)模块到通信接口和信息娱乐单元，均需要精准且无噪声的电压供应。事实上，在雷达、摄像头模块和无线通信等对噪声敏感的应用中，洁净的电源供应更是必不可少。
如今的汽车本质上是多个子系统同时运行的密集电气环境。并且，随着节点数量和系统复杂度的急剧增加，对电磁兼容性(EMC)和电源抑制比(PSRR)的要求也在不断提高。Nexperia的线性和低压差(LDO)稳压器IC，特别是NEX90x15/30-Q100系列，通过最大限度减少传导和辐射发射，同时提供较高的PSRR，助力设计人员满足不断提升的系统要求。
高精度和超低静态电流
车规级LDO能在宽温度范围工作，并承受电压波动，同时符合AEC-Q100标准。芯片集成了包括低静态电流、热保护、短路保护和软启动等多种保护。 Nexperia的NEX90x15/30-Q100系列正是为满足这些需求而设计的。该系列输入电压范围为3 V至40 V，具备高达45 V的暂态过压保护能力，可在冷启动和启停工况下持续工作。为简化设计并减少系统物料清单(BOM)，目前提供3.3 V和5.0 V的固定输出电压版本，在全电压和全负载范围内拥有±2%的输出电压精度，能确保后级电路在不同负载情况下的稳定性，具体如下文所示。
5 V电压下不同负载的稳定Vout
对于由主电池供电的LDO而言，由于其始终工作在线性状态，因此对静态电流要求较高。如下图所示，NEX90x15/30-Q100系列在-40℃至125℃的全环境温度范围内，轻载时的典型静态电流为5.3 µA，关机模式下的典型关断电流为300 nA。这使其成为对待机功耗有较高要求的汽车应用的理想LDO选择，例如为待机系统中的MCU以及CAN/LIN收发器供电，以节省电量并延长电池寿命。
调节和瞬态响应
确保电压稳定的关键在于LDO对线路调节、负载调节和瞬态响应的管控能力。正因如此，Nexperia着重提升这方面的性能，在IOUT为10 mA、全输入电压范围内，最大线路调节率为10 mV；在VIN为13.5 V、全负载范围内，负载调节率表现良好，为±1.5%，提供行业领先的性能表现。
线路瞬态响应：VIN = 9 V至16 V，压摆率 = 1 V/µs，VOUT = 5 V，IOUT = 100 mA，COUT = 10 μF
负载瞬态响应：VIN = 13.5 V，IOUT = 0 mA至300 mA，压摆率 = 0.2 A/µs，VOUT = 5 V、COUT = 10 μF
帮助设计师简化设计 输出电流会受到输入电压、输出电压、温度等多种因素的影响。因此，尽管NEX90x15/30-Q100器件的额定电流分别为150 mA和300 mA，Nexperia仍提供了不同室温、典型工作电压下的实际电流能力数据，以便工程师更好地确定工作余量。
压差电压决定了确保LDO能在线性模式下工作的输入电压与输出电压之间的最小差值。否则，LDO将进入压差模式，此时输出电压无法按预期调节。工程师需关注这一点，尤其是在VIN与VOUT非常接近的应用场景中。
输出电容和ESR的稳定区域基于大量试验验证，这使工程师能够根据数据手册中推荐的外部电容规格灵活选择外围元件。
除了具备在异常情况（过温、过流和短路）下避免损坏的保护功能外，设计人员还可选择可选的电源良好(PG)指示功能，这使得该芯片在实际应用中更加灵活可靠。
展望未来
随着软件定义汽车和区域架构日益普及，配电策略也将不断发展。LDO稳压器将在本地电源调节中发挥更重要的作用，尤其是在必须避免或最大限度减少开关噪声的场景。这一点在未来的自动驾驶汽车中至关重要——其中的数据处理单元必须在各种条件下稳定运行，而LDO则能提供支持高性能计算所需的洁净电源。Nexperia符合AEC-Q100标准的NEX90x15/30-Q100系列是理想的LDO产品，能提供可靠高效的电源解决方案，且易于集成应用。
作者简介
Aaron于2023年12月加入Nexperia，他的职业生涯起步于应用工程师，专注于降压转换器、电荷泵及低压差稳压器(LDO)的研发。目前，他负责汽车LDO产品的技术支持工作。Aaron拥有华南理工大学电子工程硕士学位。
文章来源：Nexperia