高通作为智能座舱域掌握器的供应商，SA8155和SA8295霸占着重要的地位，中心域控SOC一级电源（从电池输入一级转换的电源）的瞬态电流、稳定事情电流、待机事情效率、本钱、开关电源EMC设计之间的抵牾成为BUCK电源设计巨大寻衅。如何办理和平衡这些抵牾，是开关电源架构、电源芯片、电感、Mosfet、电容一起努力的技能方向。
本文结合大动态开关电源电流（100-300%）汽车中心域控一级电源设计，磋商DC-DC开关电源的设计，包含电源方案、电感、电容选型等设计方法；兼顾体积、本钱、效率、性能寻衅进行磋商和实战落地设计。
本文以高通SA8295域掌握器为例，磋商和履行一级BUCK开关电源的实战设计。
本系列文章包含三个系列（后续将持续更新）：01- 解密高通汽车域掌握器一级电源设计之：电源设计和打算（本章节）02-解密高通汽车域掌握器一级电源设计之：事理图设计和PCB设计03-解密高通汽车域掌握器一级电源设计之：性能测试丈量剖析
设计目标及寻衅1.SA8295 瞬态电流哀求
表1：SA8295电源设计哀求
2.SA8295 待机电流哀求高通SOC 3.3V供电待机功耗4-7.5mA内（含内存自刷新功率花费），支持待机唤醒。中心大脑（座舱域掌握器）整车整体电流预算7-10mA（13.5V），4G/5G模块独自花费4-5mA，高通SA8295电流13.5V 3mA(40mW)以内。
3. 三个寻衅高通域控SA8295开关电源电流输出寻衅1：大瞬态电流，3.3V，18安培（0.1ms），0.1ms对付DC-DC开关电源已经属于长周期稳态输出，须要Buck电源按照18安培稳定输出设计。高通域控SA8295开关电源大电流动态寻衅2：SA8295域控稳态事情电流在5-9安培，这会造成开关电源电感（电感与电流大小成反比）选择稳定事情电流超过300%的差异，在体积，本钱，频率涌现较大的抵牾。高通域控SA8295开关电源微功率效率寻衅3：待机功耗，须要在13.5V 3mA花费效率＞70%，这对电源掌握器架构，电感选型设计也是巨大的寻衅。本设计以寻衅最大SA8295一级Buck电源设计为根本，磋商开关电源的核心困难和DC-DC技能办理方案。
方案选型比较1.高通SA8295域控电源技能哀求如表2所示：
表2：高通SA8295电源设计技能指标哀求
2.方案设计和技能资料MPQ2918，MPQ2930，LM25141-Q1，MAX20098，LTC7803，LM25149-Q1等均可以知足设计哀求。本设计选择LM25149-Q1作为这次中心大脑域掌握器一级电源设计方案。LM25149-Q1官方地址:https://www.ti.com.cn/product/cn/LM25149-Q1?keyMatch=LM25149-Q1
表3：LM25149-Q1设计参考资料
LM25149-Q1规格书：LM25149-Q1 42-V Automotive, Synchronous, Buck, DC/DC Controller with Ultra-Low IQ and Integrated Active EMI Filter datasheet (Rev. B)LM25149-Q1开拓板：LM25149-Q1 EVM 用户指南 (Rev. A) (ti.com.cn)有源滤波稳定性和性能：如何确保有源 EMI 滤波器的稳定性和性能 (ti.com.cn)LM5149-LM25149设计工具：LM5149-LM25149DESIGN-CALC Calculation tool | TI.com
同步BUCK电源设计和打算1.LM25149的紧张指标和设计参数
表4：高通SA8295电源设计技能指标哀求
效率
有源EMI滤波器
EMI测试
参考设计事理图
参考设计方案评估板
2.LM25149 同步BUCK电感选型打算同步BUCK开关电源打算公式：
表5：同步BUCK电源设计打算公式
表5：同步BUCK电源设计打算公式
最小电感打算：（打算公式，拜会表5）
表6：最小电感打算曲线图(△I=0.3)
表7：最小电感打算
电感打算数据总结：1.如果设计覆盖6-20A (AI=0.3打算)范围，16V输入，6A输出，电感≥0.69μH;2. 理论打算开关电源电感Lmin：≥0.69μH（理论）；3. 考虑到实际的设计选型和电感偏差±20%，选择0.82μH和1.0μH作为最佳设计（电感值增加，电感体积增大，本钱增高，SRF降落）。
电感电流打算（打算公式：参考表5的1和2所示）
表8：1.0μH-电感电流打算
表9：1.0μH-电感电流打算
理论打算电感饱和电流≥20.76A, 取整21A；
表10：电感指标
开关电源电感选型：
表11：电感选型
3. LM25149 开关电源电感电流采样电阻打算
表12：电感电流采样电阻理论打算
表13：电感采样电阻选型
4. 同步BUCK开关电源输出电容打算（输出电容打算：参考表5公式）
表14：同步BUCK开关电源输出电容打算
对付同步BUCK开关电源设计，输入和输出滤波电容性能、体积、本钱存在抵牾，电容规格书指标测试是在特定条件下完成的，测试过程仪器设备差异，相同的指标，可能存在10-50%的差异，终极设计性能须要在调试过程进行科学实践验证和测试（设计无最佳解，只有选择适宜场景的方案）。
开关电容须要知足：容量≥320uF（Overshoot哀求），陶瓷电容容量大于2.435uF（不是核心条件，知足即可）
表15：开关电源输出滤波电容型号选型推举
表16：开关电源输出滤波电电容设计
5. LM25149电源输入电容打算输入电容打算
表17：开关电源输入滤波电容打算
表18：开关电源输出滤波选型
6.LM25149 Mosfet选型打算Mosfet 打算LM25149规格书没有过多的打算和选型打算，QG打算和选型根据履历估算倒推，打算结果选择4.5-5.0V Vgs，≤22nC，打算过程参看下表，选择米勒平台为2-3V（靠近3V也可以接管），Rdson选择≤8mΩ。
表19：Mosfet选型和打算
Mosfet选型推举
表20：Mosfet选型型号
LM25149 FB和补偿打算
表21：FB和补偿打算
7. LM25149 EMC设计打算不做过多剖析，参考规格书。
设计总结1.LM25149BUCK电源设计选型总结
表22：设计与选型
2.方案总结同步开关电源性能效率受诸多成分影响，性能和指标须要考虑实际的成分，本章节用于理论打算，对实际的设计进行理论辅导，设计的性能和指标与元件性能、利用条件、layout等息息相关，须要严谨的测试验证。
高通域掌握器的同步降压电源设计是掌握器设计技能较难的技能领域，须要平衡性能、体积、本钱，科达嘉专注于电感自主研发设计，CSEB0660-1R0M适宜高通平台的开拓和运用，具有高性价比，抗饱和电流能力强，发热小等技能上风，具有业界领先的功率体积比；科达嘉专注于技能研发、技能创新，为电感行业研发精良的产品，助力电子产品的开拓运用。
