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激光雷达电源管理：固态电容低ESR与热敏电阻温控联合方案

文章出处：常见问题 网责任编辑：东莞市平尚电子科技有限公司 阅读量： 发表时间：2025-06-21 19:19:28

激光雷达电源管理固态电容低ESR 热敏电阻温控联合方案 AEC-Q200 平尚科技电源纹波

激光雷达电源管理：固态电容低ESR与热敏电阻温控联合方案

当-40℃极寒环境中激光雷达启动时，传统电解电容ESR骤增800%导致电源纹波突破1.2Vpp——这引发ToF计时误差达173ps，相当于26cm测距偏差。平尚科技通过AEC-Q200 RevG认证的PS-SC系列固态电容，以全温域3mΩ超低ESR特性，结合NTC热敏电阻的动态温控算法，将激光驱动电源纹波压制在80mVpp以内，保障厘米级测距精度。

固态电容111logo

在800V平台激光雷达系统中，电源稳定性直接决定点云质量。平尚科技实测表明：温度每变化10℃，固态电容ESR波动幅度仅1.8%（传统电解电容达35%），其与车规级NTC热敏电阻的协同方案，为激光雷达提供从-40℃到125℃的全工况电源保障。

激光雷达电源的温变挑战与平尚方案

极端温度下的性能劣化

参数	25℃基准值	-40℃劣化率	105℃劣化率	对激光雷达影响
电解电容ESR	50mΩ	+820%	+350%	纹波↑→计时误差↑26cm
固态电容ESR	3mΩ	+18%	+15%	纹波波动＜0.5%
电容容值	100μF	-32%	-25%	储能不足→点云密度↓40%

平尚联合方案核心价值

低温保障：NTC实时调节PWM频率补偿ESR变化
高温防护：温度＞85℃时自动提升散热风扇转速
寿命倍增：105℃环境下工作寿命＞50，000小时

固态电容低ESR技术解析

材料创新（AEC-Q200认证）

组件	传统电解电容	平尚PS-SC固态电容	性能优势
阴极材料	电解液	导电聚合物(PEDOT)	ESR降低97%
阳极箔	蚀刻铝箔	纳米多孔钽	体积效率+300%
封装技术	铝壳+橡胶塞	陶瓷基板+铜柱电极	热阻降低62%

关键参数实测

| 温度    | ESR(mΩ) | 纹波电流(A) | 寿命(h)  |
|---------|---------|------------|----------|
| -40℃    | 3.54    | 8.5        | ＞100,000|
| 25℃     | 3.02    | 12.0       | 50,000   |
| 105℃    | 3.48    | 10.2       | 30,000   ```
> *注：100kHz/16V条件下测试

---

## **NTC温控系统设计指南**
### **选型核心参数**
1. **B值精度**  
   - 25/85℃标准B值：3950K±0.5%（ASIL-C要求）  
   - 平尚NTC系列：-40℃~150℃全温区B值偏差＜0.3%  
2. **响应速度**  
   - 热时间常数τ：＜3秒（空气中）  
   - 平尚微封装NTC：τ=1.8秒（实测）  
3. **位置布局**  
   ```plaintext
   [最佳实践]  
   NTC距电容＜2mm → 温度滞后误差＜0.5℃  
   避免贴装于热源下风区 → 测量偏差降低80%

动态补偿算法

void temp_compensation() {
  float T = read_ntc();  // 获取实时温度
  float ESR_base = 3.0;  // 25℃基准ESR(mΩ)
  float ESR_real = ESR_base * (1 + 0.00018*(T-25)); // ESR温度补偿
  set_pwm_freq(1000/(ESR_real*0.02)); // 动态调整开关频率}

联合方案实施路径

三级滤波架构

[输入]─→┌────────┐─→┌────────┐─→┌────────┐─→[激光驱动IC]
         │  22μF陶瓷  │   │  100μF固态 │   │  10μF聚合物│
         │  (X7R)     │   │  (平尚PS-SC)│   │  (C0G)     │
         └─────┬──────┘   └─────┬──────┘   └─────┬──────┘
               │                │                │        
            ┌──┴──┐         ┌──┴──┐         ┌──┴──┐      
            │ NTC │         │ NTC │         │ NTC │      
            └─────┘         └─────┘         └─────┘

► 温度监控点：陶瓷电容→固态电容→聚合物电容逐级防护
► 纹波抑制比：＞60dB@1MHz（较单级提升24dB）

热管理策略

温度区间	控制策略	效果
T＜-20℃	预加热模式（0.5 A脉冲）	ESR稳定在4mΩ以内
-20℃~85℃	自适应PWM	纹波＜100mVpp
T＞85℃	风扇全速+降频20%	电容温升降低18℃

实测性能对比（77GHz激光雷达）

场景	传统方案纹波	平尚方案纹波	改善幅度	测距误差改善
-40℃冷启动	1.25Vpp	85mVpp	93.2%	26cm→1.2cm
85℃高温满负荷	680mVpp	75mVpp	89.0%	14cm→0.8cm
温度骤变(-30→70℃)	920mVpp	95mVpp	89.7%	20cm→1.5cm

选型推荐清单

平尚科技产品矩阵

应用位点	电容型号	NTC型号	组合优势
DC-DC输入滤波	PS-SC471	PST-NTC103	耐压80V，ESR＜5mΩ
激光驱动级	PS-SC106	PST-NTC202	响应速度＜2ms
信号调理电路	PS-SC226	PST-NTC305	容值精度±1%