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攝像頭供電和USB充電的關(guān)鍵性能

MPS芯源系統(tǒng) ? 來源:MPS芯源系統(tǒng) ? 作者:MPS芯源系統(tǒng) ? 2021-11-06 10:39 ? 次閱讀
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汽車車載信息娛樂系統(tǒng),又稱車機,是基于車身總線系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)而形成的車載綜合信息處理系統(tǒng)。

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(tǒng)的研發(fā)帶來新的挑戰(zhàn),其中電源的設(shè)計便首當(dāng)其沖。

上篇中,我們介紹了車機系統(tǒng)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(guān)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(dāng)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(shù)據(jù)和供電傳輸?shù)轿挥隈{駛室中控的中央處理器。

一般而言攝像頭內(nèi)部的模組供電低于5V,然而當(dāng)考慮到長距離的線路壓降等原因,有些OEM會設(shè)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(dāng)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(gòu),顯得效率低、面積大。

針對上述特性,MPS公司的MPQ8873產(chǎn)品則顯得優(yōu)勢明顯

更高效的架構(gòu)

如圖所示,如果采用先降壓再升壓的兩級電源架構(gòu),其效率低。更重要的是,對于BOOST拓撲,即使通過EN關(guān)斷IC,其輸出電壓仍然等于輸入電壓,除非串聯(lián)額外的開關(guān),否則無法完全關(guān)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(nèi)置4個MOS的Buck-Boost拓撲,可動態(tài)調(diào)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。

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更高的效率

MPQ8873內(nèi)部集成15/35/15/35m? MOS管,在13.5V轉(zhuǎn)11.5V,負載3A測試條件下,效率超過95%。

更好的EMI

分布設(shè)計設(shè)計合理,方便進行輸入輸出功率回路的最小環(huán)路設(shè)計,同時具有開關(guān)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(nèi)CPU一般會接受來自多個USB的數(shù)據(jù),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(nèi)的USB充電和數(shù)據(jù)端口,一般在遠端會配備USB充電IC和HUB芯片來集束USB數(shù)據(jù)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(yīng)用場合,MPS公司的MPQ4228-C產(chǎn)品具有如下應(yīng)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(xié)議,由MPQ4228-C支持的充電口能夠?qū)崿F(xiàn)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。

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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?shù)男甭士梢酝ㄟ^外置電阻設(shè)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(xiàn)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。

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更好的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)經(jīng)過MPQ4228-C內(nèi)部數(shù)據(jù)開關(guān)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(biāo)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(guān)認證,尤其,其內(nèi)部獨有的OCP保護機制,能夠使其通過Apple MFI認證中。關(guān)于負載過電流瞬態(tài)脈沖的測試,即當(dāng)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(guān)斷保護。

責(zé)任編輯:haq

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