无人驾驶车辆已经变成实际，这类运用根据应用很多性能卓越的传感器技术来完成。数据和微处理器（MCU）行业的工艺发展，使我们可以为高級安全驾驶輔助系统软件（ADAS）建立各种各样感应器，比如完成车道保持、自动巡航操纵，及其在高速行驶期内检验盲区的构造。ADAS即是一种对驾驶人员有效的专用工具，也是一种用于达到高些检测标准规定的解决方法。毫米波雷达（LiDAR）是ADAS最重要的要素之一，它能够用于完成行人检测系统软件、盲区检验和自动巡航操纵。一般，它针对必须检查和勘察车子周边全部要素的任何运用都可用。不难理解，毫米波雷达的制定对得到可靠的智能驾驶车辆而言尤为重要。

什么是激光雷达探测，它还是怎么工作中？

毫米波雷达的全名是光检查和激光测距，即根据光波段中的电磁波辐射所开展的（远程控制）检验和精确测量。这类设备运用了經典、简易的雷达原理，不一样的是它采用的是由激光器单脉冲所构成的光线。用以测算放射线源与其他物件中间的间距的工艺又称之为TOF（航行時间），如图所示1所显示。与雷达探测对比，电子光学设备即便 在远距离下也有着更好的屏幕分辨率，因而，它能够得到更具体的三维图像，再历经中间模块解决就可以防止撞击。

图1：TOF技术性。（图片出处：www.hamamatsu.com）

大家掌握毫米波雷达的基本原理已经有数十年的历史时间，其运用涉及到诊疗、国防及其车辆等很多行业。可是，应用激光会产生一些主要的工艺难题：一方面，假如激光器被证实是一种高像素灯源，那麼就可以灵活运用这一特点，根据扫描仪来细心复建自然环境的形状；另一方面，它必须具备较高的机械设备精密度和纳秒级的单脉冲速率；除此之外，雷达探测的无线电波具备高透射系数，而针对激光器来讲却并非这般，因而就必须为操作系统给予大量的动能。因为激光是依赖大电流量（乃至达数十皮安的量级）穿过LED所造成的，因而，为了更好地预防超温，其pwm占空比就务必极低。要达到高单脉冲速率和高效率能量，系统软件中的电子系统就必须给予十分大的输出功率，因而，要提升系统软件输出功率，就必然会产生下列技术性挑戰：

● 开关电源元器件的排热管理方法及暖气片的设计方案

● 电源电路能耗等级

● 依据極限溫度寻找适合的控制模块

● 提升线路板合理布局而较大程度上减少内寄生元器件

毫米波雷达內部：激光器控制器

毫米波雷达的激光发生器是由专业制定的电源电路所推动的，它可以在短期内给予很多电流量。一般的控制器是由一个与激光发生器串连的、当做电流量电源开关的元器件所组成。完成这类控制器最常见的线路拓扑结构之一是电力电容器充放电耦合电路，如图2所显示。

图2：电力电容器充放电耦合电路。（图片出处：epc-co.com）

Q1和DL分别是待激话的激光发生器的按钮和LED。一旦控制板关掉，C1电力电容器就马上电池充电至VIN工作电压。当Q1通断时，C1根据DL和L1电感器充放电，进而就产生了耦合电路。因而，穿过激光发生器的电流量便是正弦函数单脉冲iDL，直至LED两边的工作电压高过其正方向工作电压VDLF才行。当DL上的工作电压低于VDLF时，C1再度逐渐电池充电。

这类简单电路的优势有很多：

● 假如内寄生电感器已经知道，就可以对其运用；

● 传送到激光器的热量与VIN立即有关；

● 只有一个单端电子开关，因而非常容易操纵；

● 传送到激光发生器的单脉冲，其延迟时间低于电源开关元件的操纵通断時间。

接受现实时，电源电路的技术性领域存有矛盾。在具体的毫米波雷达系统软件中，传统式的硅元器件（比如MOSFET）没法为其激光器控制器完成给予必需的特性。为了更好地提高操纵，MOSFET的断面务必非常大，这会造成 分布电容的电池充电時间太长，进而造成 电源开关頻率太低而不符合运用所需。除此之外，排热管理方法要实现较好的实际效果，就必须采用大容积、大总重量的热管散热器。

氮化镓元器件可符合所需主要参数

以上难题难以根据应用硅元器件来处理，而且必须由阅历丰富的、善于开关电源和高频率行业工作中的技术员和制定工作人员来开展。

自主创新的宽禁带技术性元器件则具备满意的特点，现阶段的电子工程师能够充分利用这类元器件来达到车辆行业对毫米波雷达系统软件的要求。

氮化镓（GaN）元器件的电子器件电子密度是硅元器件的数百倍，其能隙为3.4eV。与同类型的硅商品对比，GaN MOSFET具备更低的传输耗损、高些的按钮速率、更强的热特性，及其更小的规格和成本费。

全部这一些特点都能够达到控制器电源电路电源开关元件的要求。

图3：GaN元器件的主要构造。（图片出处：www.st.com）

汇总

氮化镓元器件在商业机器设备中的应用还仅仅是逐渐。事实上，这类两年前还被觉得是无法或太过于繁杂的技术性解决方法，现在在很多行业都获得了取得成功，比如毫米波雷达系统软件中的开关电源控制器。因而能够确实的是，在未来两年，宽禁带元器件可能变成 电力电子技术方面的流行，那样就可以处理“旧”半导体元器件的技术性局限。

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