如今，隨著人們對汽車的便利性、安全性、舒適性以及環(huán)保節(jié)能的要求越來越高，汽車已由最初的以機械部件為主演變至機電一體化，且對電子技術(shù)的依賴程度不斷提高，越來越多的電子模塊被集成以向汽車使用者提供更多功能。然而，這趨勢也令汽車電子工程師面臨更多的挑戰(zhàn)：數(shù)字元件的增多導致電源電壓下降以及元件內(nèi)電流上升，加上政府法規(guī)對二氧化碳排放的要求日趨嚴苛，以及消費者對燃油經(jīng)濟性的要求，工程師需要從電源管理模塊的設計方面考慮如何降低功耗，減小靜態(tài)電流，提升系統(tǒng)能效并符合各種環(huán)境法規(guī)及安全標準。
       電源能效
       盡量提升電源能效一直是設計的一個核心目標。從熱力學角度來講，現(xiàn)實世界的能量轉(zhuǎn)移并不完美，由于散熱和其他系統(tǒng)損耗等因素，輸入功率永遠不可能等于輸出功率。這由電源能效來衡量，也就是輸出功率除以輸入功率的比值。
       我們假定線性穩(wěn)壓器和開關(guān)電源都有2.5 W的額定功率，以及5 V輸出電壓和0.5 A輸出電流，那么線性穩(wěn)壓器需要6 W的輸入功率（損失的3.5 W歸咎于穩(wěn)壓器散熱），能效為41%，而開關(guān)式穩(wěn)壓器僅需2.8 W的輸入功率，能效高達90%。
        因此，開關(guān)方案提供比線性方案更高的能效。對設計師來說，了解從線性方案邁向開關(guān)方案的設計考量及其對設計的影響是很有必要的。
       開關(guān)電源設計考量
       根據(jù)開關(guān)電源的工作原理，通過導通和關(guān)斷的開關(guān)狀態(tài)對輸入電壓進行增加/減小/逆變的脈沖調(diào)制，這是優(yōu)于線性方案只能減小輸入電平的又一優(yōu)勢。然而，開關(guān)方案也有很多弊端，由于其復雜的反饋回路，外部元件較線性方案多且需要更多的PCB面積，再加上開關(guān)的性質(zhì)導致其除噪性能差。
       為減輕開關(guān)電源弊端，系統(tǒng)設計師需作以下考量：
       (一)電磁干擾
       減少回路面積，優(yōu)化PCB布局，從而減弱電路間的干擾；
       避免由穩(wěn)壓器和系統(tǒng)環(huán)境產(chǎn)生的敏感頻段；
       采用擴頻調(diào)制技術(shù)、決定光譜含量和去耦方案降低排放峰值。
       (二)外部元件數(shù)量
       集成的電源開關(guān)可減小布線尺寸，功耗比板外電源開關(guān)更低，且更易于設計。
       (三)PCB面積
       減小電感和電容的尺寸，所占PCB面積得以減小，且開關(guān)頻率增加，使能效得以提升，同時減弱PCB電磁輻射和電磁干擾。但需注意盡量使導通和開關(guān)損耗最小化，降低噪聲。
       (四)反饋回路設計
       為匹配輸出阻抗的后穩(wěn)壓器選擇合適的負輸入電阻以避免振蕩，達到穩(wěn)壓輸出的目的；
       有效使用仿真工具以了解頻域中的頻率補償；頻率補償可通過選擇單極響應控制方案來實現(xiàn)。
       (五)瞬態(tài)電流
       將線性穩(wěn)壓器和開關(guān)電源并聯(lián)，可減小瞬態(tài)電流，稱為混合開關(guān)電源；且可根據(jù)線路負載情況，以恒定的開和關(guān)條件進行脈沖頻率調(diào)制。
       汽車系統(tǒng)電源拓撲結(jié)構(gòu)演變
       工程師須視具體的應用為汽車系統(tǒng)選擇合適的電源管理設計方案。

功能、電源監(jiān)控冗余功能以及電壓監(jiān)控功能，以保證符合ISO26262標準的汽車安全完整性(ASLI) B等級，實現(xiàn)整車功能性安全和更安全的駕駛體驗。