【導讀】近年來，隨著人們對駕駛、信息、娛樂、安全等方面需求的提升，車機的集成化模塊化程度越來越高。這為車機系統的研發(fā)帶來新的挑戰(zhàn)，其中電源的設計便首當其沖。
汽車車載信息娛樂系統，又稱車機，是基于車身總線系統和互聯網服務而形成的車載綜合信息處理系統。
近年來，隨著人們對駕駛、信息、娛樂、安全等方面需求的提升，車機的集成化模塊化程度越來越高。這為車機系統的研發(fā)帶來新的挑戰(zhàn)，其中電源的設計便首當其沖。
上篇中，我們介紹了車機系統中一級電源和二級電源的性能要求，今天我們來看一看下篇：
攝像頭供電和USB充電的關鍵性能
01 如何解決環(huán)視攝像頭的供電問題
將環(huán)視攝像頭的圖像處理集成到車機的主處理器是當下車機發(fā)展的新需求。如下圖所示，環(huán)視攝像頭模組一般分布在汽車的四周，通過長距離的同軸電纜將數據和供電傳輸到位于駕駛室中控的中央處理器。
一般而言攝像頭內部的模組供電低于5V，然而當考慮到長距離的線路壓降等原因，有些OEM會設定車機端攝像頭的供電在8V-10V左右。
這樣的供電要求對汽車電池而言顯得有些尷尬。
因為當汽車在做“冷車啟動”等測試時，電池電壓最低可能跌至5V。同時即使是正常電壓工作范圍也需要支持最低9V。采用簡單的降壓型DCDC難以很好的滿足這項性能。而采用先降壓再升壓的兩級電源架構，顯得效率低、面積大。
針對上述特性，MPS公司的MPQ8873產品則顯得優(yōu)勢明顯
更高效的架構
如圖所示，如果采用先降壓再升壓的兩級電源架構，其效率低。更重要的是，對于BOOST拓撲，即使通過EN關斷IC，其輸出電壓仍然等于輸入電壓，除非串聯額外的開關，否則無法完全關斷后級負載。而采用MPQ8873這類單級BUCK-BOOST，不僅效率高，布板面積節(jié)省，其使能EN對于輸出供電完全可控。
更簡單的布局
MPQ8873具有內置4個MOS的Buck-Boost拓撲，可動態(tài)調節(jié)輸出電壓。外圍電路極其簡單，除必要的濾波電感電容和BST電容外，幾乎沒有其他元件。
更高的效率
MPQ8873內部集成15/35/15/35m? MOS管，在13.5V轉11.5V，負載3A測試條件下，效率超過95%。
更好的EMI
分布設計設計合理，方便進行輸入輸出功率回路的最小環(huán)路設計，同時具有開關頻率展頻功能，進一步降低EMI。
02 全能的車機USB連接端口需要哪些功能
車機內CPU一般會接受來自多個USB的數據，其中有位于扶手箱的，也有來自前面板的，如下圖所示。位于手扶箱內的USB充電和數據端口，一般在遠端會配備USB充電IC和HUB芯片來集束USB數據通信；而位于前面板的USB端口，一般會將USB充電的功能集成在車機中。這樣的場合對USB充電IC提出了新的挑戰(zhàn)。
針對上述應用場合，MPS公司的MPQ4228-C產品具有如下應用特征：
更強的通用性
MPQ4228-C可以配置成USB-A或者USB-C。由于支持USB BC1.2 CDP協議，由MPQ4228-C支持的充電口能夠實現在手機和汽車進行USB輸出交互的同時，提供大約10-15W左右的充電功率。
更細節(jié)的考量
由于車機和前面板USB充電端口有一段距離，再加上手機充電線纜本身也有一段長度，真正到達手機端口的電壓相比于車機的輸出電壓可能有較大的壓差。MPQ4228-C具有線損補償功能，充電電流越大，MPQ4228的輸出電壓越高。線損補償的斜率可以通過外置電阻設計，靈活方便。
更安全的防護
在汽車充電端口的實際使用中，有時候會出現手機充電線纜的接頭由于隨意放置而誤入點煙器的事故。MPQ4228-C具有VBUS/DM/DP/CC等I/O引腳的短電池保護功能。這樣的保護功能可以避免上述事故對汽車充電IC的損壞。
更好的數據信號鏈傳輸
眼圖是評估USB2.0信號完整性的測試，MPQ4228-C具有極其出色的眼圖性能。
在USB2.0 DMDP數據經過MPQ4228-C內部數據開關的條件下，采用150cm的線纜，也能通過眼圖的測試。
更優(yōu)異的EMI性能
MPQ4228-C帶有EMI FSS功能，其評估板能夠在不加屏蔽罩及共模電感的條件下，通過國標等級5的測試。
更全的USB-IF認證
基于MPQ4228-C的評估板能夠通過USB-IF的相關認證，尤其，其內部獨有的OCP保護機制，能夠使其通過Apple MFI認證中。關于負載過電流瞬態(tài)脈沖的測試，即當輸出發(fā)生短暫過流條件下，MPQ4228-C能夠維持住VBUS電壓而不至于關斷保護。
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