隨著汽車中使用的電子元件數量不斷快速增多，我們可以預期電源轉換集成電路會面臨更多設計挑戰：

　　有些器件需要穩定的電壓輸入、低靜態電流和低噪聲，而另一些器件則需要為滿足LED照明等特定應用的需求而專門定制，所有器件都需要占板面積更小、效率盡可能高。

　　汽車中每年都在不斷增加越來越復雜的電子系統。市場調查公司IC Insights預計，2008年汽車半導體市場將從2005年的125億美元增長到超過181億美元。另一家市場調查公司 Strategy Analytics 對這個市場的看法也同樣樂觀：今天，在汽車總成本中，電子系統成本所占比重超過20%，到2008年這個比重將超過30%。汽車中安裝的電子系統包括信息娛樂系統、發動機管理、防撞雷達、衛星無線電設備和電視、免提蜂窩電話以及其它無線連接系統。這些系統過去常常只出現在歐洲“高檔”豪華型汽車中，但是現在卻正在集成到更多“主流”汽車中，這使得汽車集成電路市場的增長更加快。

　　增長最明顯的領域之一是基于DVD/HDD的信息娛樂系統，這些系統是大多數中高檔汽車的標準配置。這類系統于1997年首次推出，2006年全球銷量預計將超過 1500萬部。這種信息娛樂系統至少包括導航系統、AM/FM收音機和CD播放器，但是現在越來越多的系統增加了具有多個輸出的DVD播放器、衛星無線電設備，甚至在某些情況下還增加了衛星電視。這些系統年復年地變得越來越復雜，還增加了面朝后的汽車攝像機、遇險通信系統、藍牙兼容免提蜂窩電話等選項。

　　同時，這些系統中的元件數也在增多，而可用空間卻在不斷縮小。因此，任何實用的散熱器都太大，系統無法容納。這樣一來，由于空間限制和工作溫度要求，電源轉換效率就成了關鍵因素。在低輸出電壓和甚至高于幾百毫安的中等電流水平，簡單使用線性穩壓器產生這類系統所用電壓都不再可行了，因為產生的熱量太多。因此，主要由于熱限制，開關穩壓器正在取代線性穩壓器。開關穩壓器的高效率、小占板面積等好處與附帶的復雜性和EMI問題相比，還是利大于弊的。

　　這些復雜的系統需要在可靠和緊湊的布局中有大量電壓軌，為這樣的系統設計開關電源給電源集成電路設計帶來了新的挑戰。圖1說明了今天的信息娛樂系統的復雜性。

圖1：現代信息娛樂系統

　　典型的信息娛樂系統可能有 8 個或更多不同的電源，如8.5V(在歐洲是 8.5V，在日本是 9.5V)、5V、3.3V、2.5V、1.5V和1.2V。8V用作DVD電機電源，用于旋轉盤片，這通常需要高達2A的峰值電流。5V和3.3V電源軌一般用于系統總線，通常都需要提供2A至3A電流。2.5V電源軌用于存儲器和I/O，1A至2A電流足夠了。1.5V和1.2V電源軌分別用于為CPU和DSP內核供電。這兩種電壓軌的功率級通常在3W至5W 之間。

　　除了這些較高電流的應用，也需要較低功率級(低于1W)用于主TFT-LCD顯示器(一般為7英寸至10英寸)以及攝像機CCD的偏置。還需要一個5W至10W的功率級用于TFT-LCD顯示器的白光LED背光照明。

　　由于要滿足所有這些功率需求，因此在大多數信息娛樂系統中可以發現多種開關穩壓器。在比較有利的電氣環境中，可使用便攜產品所用的開關穩壓器。不過，有些電源集成電路面對的是苛刻得多的電氣環境，這帶來了很大的設計挑戰。例如，無論何時，只要電源軌直接產生于電池/充電系統，就要求寬輸入電壓范圍來滿足電壓擺幅極大的要求。如果特定系統需要保持“始終接通”狀態，那么最重要的是要具有最低靜態電流。類似地，開關頻率接近AM/RF/GPS電路頻率的開關穩壓器集成電路一定不要對這些頻帶產生干擾。用于TFT-LCD背光照明的LED 驅動器集成電路必須具有寬調光范圍，以補償最輕微的環境光線變化。最后，所有 DC/DC 轉換器都要盡可能小，以適合緊湊的布局，還要盡可能高的效率，以消除對散熱器的需求。

　　用電池供電

　　不管信息娛樂系統中有什么樣的應用或子系統，電源最初都是來自汽車電池和充電系統。然而，汽車電池或充電系統剛好是電氣環境最苛刻的地方。就電源集成電路以及由這些集成電路供電的子系統而言，主要關注兩種情況：負載突降和冷車發動。

　　1．負載突降(60V瞬態保護)：

　　“負載突降”是交流發電機正在給電池充電而電池電纜斷接時出現的情況。圖 2 顯示了由負載突降引起的典型電壓瞬態。在交流發電機試圖全力充電時突然斷接可能產生高達80V的瞬態電壓尖峰。交流發電機上的瞬態電壓抑制器通常將總線電壓箝位在36V到60V之間。不過，交流發電機的下游器件主端DC/DC轉換器可能仍然要承受 60V 的瞬態電壓尖峰。由于這些轉換器和由轉換器供電的子系統在這種瞬態事件發生期間和發生以后要正常工作，因此DC/DC轉換器能夠處理這些高壓(60V 至 100VMAX)瞬態是至關重要的。可以在外部實現各種保護電路(通常是瞬態電壓抑制器)，但是外部電路提高了成本，而且需要占用寶貴的空間。凌特公司的幾款高壓開關穩壓器，如LT3433、LT3434/5、LT1976/7和LT3437/8，能夠承受高達80V的瞬態電壓，同時保持輸出穩壓，不對系統性能或可靠性造成影響。一般情況下，這些穩壓器是降壓型或降壓-升壓型的，可經受由充電/電池系統中斷引起的汽車電池和交流發電機的電壓改變。

圖2：負載突降和冷車發動的輸入/輸出電壓隨時間的變化

　　總之：負載突降瞬態是由正在充電的電池意外斷接引起的電壓尖峰；負載突降瞬態規格為36V至80V，但是取決于具體使用的是哪一代電源以及所用的控制方法；如果不加抑制，負載突降瞬態能損壞電源總線上的很多電子元件。

　　2．冷車發動(4.5V至超過60V的輸入瞬態)：

　　“冷車發動”是汽車發動機在寒冷或冰凍溫度下度過一段時間后發生的情況。這時機油變得非常黏稠，需要發動機啟動器提供更大的扭轉力，而這又需要電池提供更大的電流。這種大電流負載能在啟動時將電池/主端總線電壓拉低至 4V，之后，電壓一般會返回到標稱的13.8V。圖2用圖形表述了在冷車發動時電壓隨時間變化的情況。問題是，某些子系統在整個冷車發動過程中需要非常恒定的穩定輸出。這些應用一般用 3.3V 電壓工作，包括發動機控制單元（ECU）以及對汽車安全和可靠工作至關重要的環境和應急系統等。

　　任何直接連接到電池上的開關穩壓器都需要規定在3至60V的寬輸入電壓范圍內工作，以確保滿足冷車發動和負載突降情況的要求。此外，60V額定值為14V系統提供了極好的裕度，這些系統常常箝位到36V至40V的范圍。滿足上述要求的器件包括LT3430和LT3431，這兩款器件適用于需要高達2.5A 輸出電流的應用，以及滿足1.25A電流要求的LT1766和LT1767。