高通作為智能座艙域控制器的供應商，SA8155和SA8295占據著重要的地位，中央域控SOC一級電源（從電池輸入一級轉換的電源）的瞬態電流、穩定工作電流、待機工作效率、成本、開關電源EMC設計之間的矛盾成為BUCK電源設計巨大挑戰。如何解決和平衡這些矛盾是開關電源架構、電源芯片、電感、Mosfet、電容廠商一起努力的技術方向。

1-內容概述

本文針對大動態開關電源電流（100-300%）汽車中央域控一級電源設計，探討DC-DC開關電源的設計，包含電源方案、電感、電容選型等設計方法，兼顧體積、成本、效率、性能挑戰進行探討和實戰落地設計。

本章節以高通SA8295域控制器為例，探討和實施一級BUCK開關電源測試驗證，論證測試結果是否滿足預期設計。

本系列文章包含三個章節：

01-解密高通汽車域控制器一級電源設計之：電源設計和計算

02-解密高通汽車域控制器一級電源設計之：原理圖設計和PCB設計

03-解密高通汽車域控制器一級電源設計之：性能測試測量分析（本章節）

2-驗證目標

SA8295 瞬態電流要求如下：

注：NPU開啟需要消耗額外的電流,本設計沒有包含NPU設計電流(3A+3A)。

3-測試環境和條件

3.1 測試條件

環境溫度：25°C（實際24-27℃，按照25℃計算）

3.2 測試儀器和測試方法

3.3 原理圖和PCB

原理圖

PCB

4-測試驗證

驗證不同電壓（9-16V）穩態負載能力表現出來的紋波、電壓精度、穩定性、溫升、效率等性能，限于篇幅，挑選性能主要指標測試驗證。

1. 紋波：不同輸入電壓和負載電流的紋波；

2. 電壓精度：不同輸入電壓和負載電流的輸出電壓精度；

3. 負載電流能力：不同輸出電流電壓，效率曲線測試；

4. 溫升特性：驗證工作條件是否可以滿足要求。

4.1 低壓負載能力（9.0V)

4.2 正常電壓負載能力（13.5V)

4.3 高壓負載能力（16.0V)

4.4 連續電流測試

5-測試總結

5.1 測試結果

值得注意的幾個點：

● 設計的核心目標是滿足瞬態的電流和穩定工作電流，如果全部按照最大值設計，成本增加，體積增加（PCB設計密度降低），但是實際上并沒有這種穩定工作在18A的工況；

● 紋波使用陶瓷電容，很容易滿足要求，均在50mV以下；

● 功率電感具有優秀的DCR和電流軟飽和特性，實際輸出＞21A電流；

● 本設計可以短時間工作在20安培以上，8-12A效率和溫升保持較好水平。

6-關鍵物料Bom

關鍵物料清單如下表所示：

7-電感器選型

電感器作為汽車域控制器一級電源的重要元件，其性能關系到DC-DC開關電源的可靠性和轉換效率。在本設計方案中，采用了科達嘉車規級一體成型電感VSEB0660-1R0M。該系列電感器具有低損耗、高效率、應用頻率寬等特點，并具有抗飽和電流能力強、發熱小、高性價比等技術優勢。輕薄型設計，具有業界領先的功率體積比，非常適合高通平臺的開發和應用。