有電源的地方就需要某種程度的電源監(jiān)控和管理。當然，這對任何有實際經(jīng)驗的設(shè)計人員來說都不是什么新聞。有趣的是，一般的電子產(chǎn)品，特別是智能電子產(chǎn)品的激增，也擴大了對緊密關(guān)注的電源管理集成電路 (PMIC) 的需求。

　　發(fā)生這種情況是因為處理器、固件和運動控制已經(jīng)擴展到了不太明顯的應(yīng)用細分領(lǐng)域。對 PMIC 的需求也深入到了汽車的各個“犄角旮旯”，因為設(shè)計者越來越多地使用基于處理器的接口和控制，同時迅速實現(xiàn)那句被廣為引用的話：“軟件吞噬一切”。

　　讓我們看一下簡陋的車窗。直到大約 50 年前，這些車窗都是通過一個簡單的手動旋轉(zhuǎn)搖桿驅(qū)動的機械連桿來手動操作的；車里的人都必須用自己的“手臂”作為動力源來控制自己的車窗（圖 1）。

　　圖 1：手動、搖桿操作的車窗是多年來的wei一選擇。（圖片《汽車如何工作》）

　　如果搖桿壞了，你可以在任何一家汽車用品商店買到一個普通的替換搖桿，同時裝飾性搖桿也很流行（圖 2）。

　　圖 2：當車窗是搖桿操作時，普通的替換搖桿和裝飾性的搖桿是汽車用品商店的標準物品。（圖片 SIA）

　　電動車窗zui早出現(xiàn)在 20 世紀 40 年代，但使用的是電控液壓系統(tǒng)，因為當時的小型電機技術(shù)（尺寸、功率和控制）還不夠先進，無法將其嵌入車門內(nèi)。不過在 20 世紀 60 年代，凱迪拉克-弗利特伍德 (Cadillac Fleetwood) 標配了由電動馬達驅(qū)動的車窗，在大約十年內(nèi)，電動車窗成為大多數(shù)汽車的標配，大眾市場對這個接受速度相當快。

　　這種結(jié)構(gòu)正式名稱車窗調(diào)節(jié)器，采用兩種基本機構(gòu)：福特的電纜式調(diào)節(jié)器（圖 3）和豐田的齒輪驅(qū)動式車窗調(diào)節(jié)器（圖 4）。

　　圖 3：福特車窗調(diào)節(jié)器的動力機制使用了電纜和滑動組件。

（圖片）

　　圖 4：豐田的動力機制基于一個齒輪式“剪刀”結(jié)構(gòu)。（圖片）

　　無論使用哪種機械設(shè)計，兩者都有一個共同點，即都使用非穩(wěn)壓 12 伏直流電直接從汽車電池通過單獨的駕駛員/乘客控制開關(guān)進入車窗電機。因此，將這一“便利功能”納入汽車，增加了越來越厚的電纜線束的負擔和在車輛周圍布線的挑戰(zhàn)。

　　幸運的是，隨著向使用像車內(nèi)控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (CAN) 總線或本地互連網(wǎng)絡(luò)（LIN 總線）之類低速網(wǎng)絡(luò)的遷移，減少了電纜線束的困難?，F(xiàn)在，12 伏電源只通向車門內(nèi)的調(diào)節(jié)器電機，而使用較細電纜的聯(lián)網(wǎng)開關(guān)向電機控制器發(fā)出信號，以提升/降低/停止車窗。在短短幾年內(nèi)，起初是一個基本的網(wǎng)絡(luò)友好型車窗電機控制器就演變成了一個智能的、基于處理器的控制器，實現(xiàn)了更gao級的性能能力。

　　與大多數(shù)改進一樣，還有其他的“連鎖效應(yīng)”。增強的車窗網(wǎng)絡(luò)接口/電機控制器 IC 需要更復(fù)雜的電源管理和調(diào)節(jié)，這就是 PMIC 出現(xiàn)的地方。這個 IC 需要監(jiān)測和管理直流電，它需要自我測試，以確保及時發(fā)現(xiàn)任何過度的功率變化或其他問題，并在對電機或相關(guān)組件造成任何損害之前采取適當?shù)男袆印?/p>

　　這就是來自 Maxim Integrated 的 MAX16137 的功能。這種低電壓、高jing度的監(jiān)控電路可監(jiān)視單一系統(tǒng)供電電壓軌的欠壓和過壓故障，專門針對汽車電動車窗及其接口/控制器 IC 的需求，盡管它也可用于車輛之外其他地方進行類似監(jiān)測（圖 5）。

　　圖 5：MAX16137 電源監(jiān)控 IC 與電機控制管理器一起工作，用于監(jiān)測電源軌。（圖片 Maxim Integrated）

　　所監(jiān)測電源電壓低于欠壓閾值或高于過壓閾值時，IC 的復(fù)位輸出為低電平；一旦電源電壓恢復(fù)到欠壓和過壓閾值窗口內(nèi)，該輸出在復(fù)位超時期間過后將恢復(fù)“正?！?。其 1% 的jing度帶來了監(jiān)測的一致性，而過壓/欠壓窗口值可以在工廠設(shè)置為目標電壓的 ?4% 到 ?11%。

　　這只是 MAX16137 的一個用處。此外，其獨特的內(nèi)置自檢 (BIST) 診斷能力可在上電期間監(jiān)測內(nèi)部復(fù)位電路的健康狀況（圖 6）。如果 BIST 失敗，MAX16137 將其 BIST 輸出拉低，以提醒相關(guān)的處理器。

　　圖 6：除了嚴格的電源管理外，MAX16137 還有一個 BIST 塊，可在上電期間監(jiān)測內(nèi)部復(fù)位電路的健康狀況。（圖片 Integrated Products）

　　車門上的空間非常有限，因此 MAX16137 的 8 引線、2?2 毫米 (mm) 封裝非常合適，當然它通過了 AEC-Q100 ren證。其芯片級的gao級診斷技術(shù)有助于開發(fā)人員在大幅減少電路板空間的情況下滿足系統(tǒng)級功能安全要求。

　　結(jié)語

　　如果某一個設(shè)計有物理上分散的處理器和智能控制器，特別是在像汽車這樣的電氣惡劣環(huán)境中，那么有局部 PMIC 就很重要了，這樣才能確保電源問題和故障不會導(dǎo)致瞬時或yong久性的系統(tǒng)故障。用戶期望有一致、可靠的性能，不希望看到“檢查引擎”燈亮起，因為這與汽車的許多分散的處理器/控制器有關(guān)。當這些分散的節(jié)點中有許多對汽車的基本功能并不重要時，情況更是如此。像 MAX16137 這樣的 IC 就提供了一個解決方案，即使在極端條件下也能確?？煽啃?。