汽车电气系统中存在很多不同种类的负载，如电机、继电器、灯泡等，这些负载工作时会在供电线上产生不同的电压、电流冲击。根据这些负载在车上的位置布局，有时需要很长的线束才能连接到电池上，这样会引入比较大的寄生参数，使得供电线上的干扰更加复杂。由于环境条件和使用工况的多样性，产品设计时需要考虑应对最坏情况下的干扰。为此，国际标准组织在ISO7637-2和ISO16750-2中规定了供电线上可能出现的多种干扰类型和强度等级，这些标准也成为汽车电子产品必须参考的指标。很多车厂也制定了类似的标准，作为产品准入门槛之一。因此，所有连接到电源的芯片都需要考虑其对各种电源干扰的承受能力。如果芯片本身的耐压等级低于产品要求，就需要增加相应的滤波或者保护器件，这既加大了产品设计的复杂性，也增加了用料成本。常见的几种车载电源干扰如下图所示。

▲常见的几种车载电源干扰

• 极性反接(reversed polarity)，比如在车辆故障维修时可能误将电池极性接反的情况，这会导致电源线上出现长时间的反向电压，使电路中形成非预期的电流路径而导致损坏。
• Pulse1是由于并联感性负载断开引起的瞬态负压脉冲，也可能引起类似的器件损坏。
• 叠加交流纹波(AC ripple)是由于工作环境条件的不稳定而导致发电机或DC-DC输出端上残留较大的交流纹波分量，这一纹波电压会在滤波电容上产生较大的充放电电流。交流纹波带来的损耗正比于电流（RMS）的平方和电容的等效串联电阻ESR。对于ESR较大的电解电容，这会使其发热严重，影响使用寿命。对于接近于最大工作温度的电容，通常温度每升高10度，寿命就会减小一半。
  
  

▲交流纹波对电容寿命的影响

STPM801是ST新推出的一款电源开关和保护芯片，通过驱动外接的两个背靠背的NMOS，实现缓启、防反和保护的功能。作为放置在电源输入最前端的芯片，能够对后级器件提供完善的保护功能，使产品轻松应对各种车规电源干扰。

• 靠前的HotSwap驱动具有缓启和快速关断的特性。缓启时间可调，便于用户灵活调整来抑制系统上电时冲击电流的大小。快速关断的特性配合芯片的诊断功能，在过压、欠压、过流等各种故障时都能够为系统提供安全及时的保护。
• 位置靠后的ORing驱动通过调节栅极电压，模拟 “理想二极管”的功能，既有极低的正向导通压降（typ 30mV），又能实现快速的反向截止功能，这一特性使得芯片在提供防反接保护的同时能够极大的降低正向导通时的损耗。相比起来，普通二极管的导通压降有0.5V~1V，随着电流增大会带来严重的发热问题，仅适合于小电流线路上的防反保护。在冷启动（cold cranking）实验中，二极管压降会占用更多的电压余量。在叠加交流纹波实验中，ORing驱动也能够起到抑制纹波的作用，这一方面减小了其对后级器件的影响，也能够对板上的电解电容提供有效保护，大大延长其使用寿命。
  

▲ORing可以显著抑制纹波电流

• STPM801还具有唤醒控制、缓启完成指示、故障状态指示等功能。
• 芯片还设计有非常多的安全机制来应对各种内部外部潜在失效，能够用于最高功能安全等级ASIL-D的系统中。
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▲STPM801及周围器件示意图

除了应用于常规单电池系统中提供电源开关和保护功能，STPM801还可以应用于的冗余供电系统中实现对不同供电电源的合并输出功能，这在ADAS等对供电安全要求高的系统中较为常见。合路应用中，根据输入电压的大小，多个STPM801可以实现不同供电电源之间的无缝切换，即使在一路电源发生短路开路等故障时也能保证输出端的稳定供电。

▲STPM801应用电路示意图