汽车PMIC应用,谁是强者?-国际黄金
汽车PMIC芯片市场规模正在进入快速增进。
PMIC是Power management IC的缩写,即电源治理集成电路,其主要作用是为电子装备提供稳固、高效的电源治理功效。
在电子装备系统中,PMIC芯片担负起电能的变换、分配、检测及其他电能治理的职责,是所有电子装备的电能供应心脏。其性能优劣对于整机的能耗、性能和可靠性有着直接影响,若是PMIC一旦失效将直接影响电子装备的事情,甚至会对装备自己造成损坏。
因此,PMIC的作用丝绝不亚于MCU,它是应用最为普遍的芯片,险些所有电子装备中,都市有PMIC的存在。
01
PMIC的汽车应用场景
从应用领域来看,在电动化和自动化的驱动下,车载领域已成为整个PMIC增进最快的领域,年复合增进率到达9%。
Yole预计电动汽车到2026年将占汽车市场的30%,电源治理芯片受电动汽车的推动进一步提速增进。此外Yole还预计,到2026年,所有乘用车和80%的小型商用车至少配备Level1 ADAS,这也大大增添了对多通道电源治理芯片的需求。
车规级PMIC正是海内PMIC厂商的时机。
创新型新电子装备正从基本上改变汽车和其他车辆的方方面面,包罗驾驶体验。无线畅联、远程信息处置、电机控制以及平安功效等应用正在不停增进,它们都需要行使电源治理来实现高效可靠地运行。
夹杂动力汽车和纯电动汽车的日益普及进一步推动了功率半导体市场的生长。在夹杂动力和纯电动汽车中,有许多差其余电源电压,它们的输出电压、输出电流、效率水平和热额定值各不相同。
电源治理集成电路(PMIC)的汽车电源治理应用
图中显示的用于电动或夹杂动力汽车的许多应用需要差异水平的电压调治。这些应用中的大多数负载都行使 12 伏或 24 伏电源电压,但有些牵引电机应用需要更高的电压。所有这些应用都需要有用地降压、升压或降压,以便在整个车辆中都能获得许多差其余稳固电压。
因此,汽车电源治理芯片(PMIC)普遍应用于汽车智能座舱、自动驾驶、车身电子、仪表及娱乐系统、照明系统及BMS等场景。
02
车载PMIC应用要求
以前置摄像头中的PMIC为例,前置摄像头是高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的主要组件,尤其是鉴于现在的新车碰撞测试要求将自动紧要制动和正面防撞作为汽车的尺度功效。车载PMIC需要知足四概略求,才气够顺遂应用。
*,小尺寸解决方案。高分辨率和更高帧速率的摄像头模块也是生长趋势。在摄像头性能提高的同时,摄像头模块自己的尺寸也在不停缩小,典型尺寸为 18mm x 18mm。此外,在摄像头中视觉处置用具有被称为视觉处置加速器的专用硬件加速器,这些处置器可能具有人工智能 (AI) 功效,并配有专用的矩阵乘法加速器来辅助举行深度学习。思量到云云大的处置量,PMIC 必须能够在不增添解决方案尺寸的情形下知足处置器的当前要求。
第二,功效平安。由于自动紧要制动和自顺应巡航控制涉及前置摄像头,因此功效平安尤为主要。前置摄像头系统通常具有汽车平安完整性品级 (ASIL) B 要求。这意味着处置器的 PMIC 电源必须能够知足 ASIL B 要求,从而辅助实现整系一切级功效平安要求。
第三,低成本。预计到 2028 年,前置摄像头系统的销量将跨越 7000 万台,是车辆中常见的 ADAS 应用。由于乘用车和轻型商用车中大量接纳前置摄像头,因此降低摄像头系统的成本至关主要。
第四,热性能。由于前置摄像头位于车辆挡风玻璃上,因此在正常事情条件时前置摄像头会露出在高温下。热量会造成热噪声并导致图像质量不佳。为了顺应种种事情条件,系统的热性能优化至关主要。PMIC 优越的热性能有助于使电路板保持在低温状态。
03
汽车PMIC的解决方案
思瑞浦——高集成度汽车级PMIC芯片TPU25401
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TPU25401典型应用图
思瑞浦宣布TPU25401,专为汽车智能座舱、ADAS等系统中的主控SoC(片上系统芯片)供电。包罗5路降压式变换器(BUCK),5蹊径性稳压器(LDO),总共电流输出能力跨越22A。输出电压可以从0.6V到3.7V动态调治,调治步长10mV。内部接纳非线性控制,具有异常快速的动态负载响应速率,稀奇适合SoC等焦点数字主芯片。
思瑞浦TPU25401的天真设置特征,解决了传统PMIC只能适配单一平台SoC的坏处。凭证SoC互助同伴以及相关Tier1反馈,面临汽车市场上差异平台SoC,TPU25401都能轻松适配。
以芯驰的智能座舱SoC X9M平台为例,只需要一颗TPU25401即可知足系统的所有电源需求。
矽力杰——超小PMIC汽车摄像头解决方案SA47302
矽力杰SA47302是一款基于汽车摄像头开发的电源治明白决方案,拥有4.0V到16V(ABS 18V)宽输入电压,由一个主DCDC Buck稳压器、两个次级DCDC Buck稳压器和一个为传感器供电的高PSRR低噪声次级LDO组成,保证电源系统的稳固性和可靠性。
SA47302的上电时序由SEQ引脚高/低电压水平控制,支持2个电源序列的降压转换器和LDO的上电时序。当VIN(PVIN1)上电且VIN高于VIN UVLO_H阈值时,主Buck变换器的Gate Drive LDO(VCC)开启,然后SEQ电压电平检测最先。当所有通道完成软启动而且所有通道输出稳固时,nReset被拉到高。当VIN小于VIN UVLO_F阈值时,除VCC外,所有输出同时掉电。VCC连续开启以正常维护所有门驱动器和内部逻辑,直到VIN降至3.6V以下,从而珍爱电路平安和稳固。
豪威——车载摄像头PMICORX1210
ORX1210接纳QFN4x4mm2封装,拥有4.0V到18V宽输入电压局限,由一其中压DCDC Buck稳压器、两个低压DCDC Buck稳压器和一个高PSRR低噪声LDO组成。
其中,LDO专为摄像头敏感的频率局限(100K~1MHz)举行了优化,能更好地抑制电源噪声对图像画质的影响。天真的上电时序控制,确保系统的稳固运行。支持展频功效,提升了系统的EMI性能。高电源效率和优越的散热性能,支持系统在更高的环境温度下正常事情。作为海内*支持功效平安ASIL B的摄像头电源治理芯片,集成了更厚实的功效平安机制, 功效平安知足ASIL B品级要求。现在,这款PMIC已接受送样,于2023年Q4实现量产。
芯洲科技——车载摄像头PMIC SCT61240Q
芯洲科技现在上线10多款车规电源芯片产物:LDO、降压变换器、升压/升降压/反激控制器、MOS管驱动、功率珍爱器件、集成PMIC产物等。为智能座舱/ADAS域应用、车载动力域、车身域等各种车载应用提供全方位的电源解决方案。其中包罗车载摄像头PMIC SCT61240Q。
由于图像传感器型号厚实,其电源架构和时序要求也较为多样。为缩短工程师设计时间加速产物开发周期,PMIC在削减外围元器件简化设计的同时,也应做到天真可调的输出电压和时序设置。同轴电缆潜在的压降问题需要实时珍爱阻止发生信号完整性问题。综合来看,高集成度、天真控制、稳固可靠的珍爱功效成为焦点性能。
SCT61240Q拥有4-19V的宽电压输入局限,包罗一起中压DC/DC Buck,两路低压DC/DC Buck以及一起高PSRR低噪声LDO。可为车载摄像头提供完整电源轨,无论何种设计,单颗均能笼罩电源需求,优化系统天真性。
SCT61240Q接纳2.5x3.5mm QFN-18L超小封装,无需输出分压电阻,无需Power Good指示pin上拉电阻,最少仅需13个外围器件即可实现稳固事情,*水平节约布板面积。牢靠开关频率2.2MHz,支持电感小型化设计。
拓尔微——车载摄像头TMI7205B
拓尔微TMI7205B是一款基于车载摄像头开发的电源治明白决方案,可为成像器和外部电路天生所有电源轨。TMI7205B由3个降压转换器和1个低压降 (LDO) 稳压器组成,在不影响产物性能的条件下尽可能减小尺寸并集成多个功效,从而有用行使空间并优化电源系统的天真性和热性能。同时,它拥有4.5V~30V宽输入电压,能极大提高电源系统的稳固性。
TMI7205B应用原理图
DC-DC事情频率为2.3MHz高频设计,支持电感小体积和小型化设计;同时,封装接纳QFN4x4-24,进一步紧凑PCB结构,节约摄像头模组的电路面积;BUCK2、BUCK3空载和轻载事情在PFM模式,有用降低功耗,从而优化PMIC和模组电源的热治理;集成低噪声LDO,同时BUCK重载事情在PWM模式,解决摄像头水纹波问题,提高成像画质。
04
结语
作为汽车产业链自主可控的一部门,工信部提出2025年汽车芯片国产化率提升至20%的生长目的,此举受到了一众车企的起劲响应。如东风汽车团体,设计于2025年将车规级芯片国产化率提升到60%。汽车市场新变局正动员包罗PMIC在内的国产芯片快速上车。
车规产物需要极高的可靠性和极低的失效率要求,这不仅磨练芯片企业的设计和研发能力,还磨练品质和供应治理能力。一家模拟电源公司是否有车规级产物,是区分企业能力的分水岭。
现在国产PMIC厂商主要有两种态度:一种是先做好非车规级产物,再思量车规级,另一种是纵然现在条件没有稀奇好,也照样坚持研发车规级电源治理芯片。这与每家公司的研发实力、手艺贮备和市场战略有关。
不外,PMIC公司投资汽车市场正成为一种全球性的趋势。新能源汽车爆点将至,国产PMIC企业车规级芯片营业迎来了*窗口期。