【導(dǎo)讀】車機(jī)的典型電源架構(gòu)如下圖所示，一般而言，采用一級(jí)LDO給系統(tǒng)MCU和CAN模塊供電，用于系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和喚醒；會(huì)采用兩顆一級(jí)DCDC，分別用于給主處理器核心板供電以及其他的諸如串行/解串器/tuner IC等外設(shè)模塊供電；會(huì)單獨(dú)用一個(gè)供電單元給攝像頭模組供電；此外車機(jī)上還有前面板的USB充電電源芯片。
汽車車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)，又稱車機(jī)，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(lái)，隨著人們對(duì)駕駛、信息、娛樂(lè)、安全等方面需求的提升，車機(jī)的集成化模塊化程度越來(lái)越高。這為車機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，其中電源的設(shè)計(jì)便首當(dāng)其沖。
車機(jī)的典型電源架構(gòu)如下圖所示，一般而言，采用一級(jí)LDO給系統(tǒng)MCU和CAN模塊供電，用于系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和喚醒；會(huì)采用兩顆一級(jí)DCDC，分別用于給主處理器核心板供電以及其他的諸如串行/解串器/tuner IC等外設(shè)模塊供電；會(huì)單獨(dú)用一個(gè)供電單元給攝像頭模組供電；此外車機(jī)上還有前面板的USB充電電源芯片。
下面我們來(lái)看一下車機(jī)系統(tǒng)中電源選型的幾個(gè)關(guān)鍵性能吧。
今天給大家?guī)?lái)的是車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)中電源的關(guān)鍵性能上篇，我們首先來(lái)看看一級(jí)電源和二級(jí)電源的關(guān)鍵特性。
如何選擇一個(gè)完美的一級(jí)供電電源？
系統(tǒng)一級(jí)供電電源直接連接車載蓄電池，其重要性不言而喻。
一方面，它需要承受來(lái)自車載蓄電池上的各種極端瞬態(tài)工況，比如ISO7637-電源線瞬態(tài)干擾抗擾測(cè)試；另一方面，還需要滿足相應(yīng)的EMI測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，避免設(shè)備本身對(duì)蓄電池上的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾。
針對(duì)這些基本要求，MPS公司的MPQ4436A具有如下卓越的性能：
01 基本的特性
● 寬輸出電壓范圍 3.3V-45V
● 6A連續(xù)輸出電流
● 18uA靜態(tài)電流
● 內(nèi)置48/20 mOhm MOSFET
● 支持FSS
● 支持AECQ-100
02 更強(qiáng)的抗電源線干擾能力
輸入電壓范圍支持ABS最高50V耐壓。對(duì)于ISO7637中規(guī)定的Pulse5a/b（Load Dump）測(cè)試，在濾波之后，對(duì)于濾波后的殘壓留有較大的安全裕量；輸入電壓低至3.3V，對(duì)于ISO7637中規(guī)定的Pulse4(Cold Crank)測(cè)試，支持更寬的工作電壓范圍。
MPQ4436A 3.3V~45V 的工作電壓，可以更加輕松的通過(guò)ISO7637 pulse 5 load dump和 pulse 4 cold 測(cè)試。
03 優(yōu)秀的EMI性能
MPQ4436A在芯片設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮EMI的優(yōu)化，具體做了如下幾個(gè)措施：
具有開(kāi)關(guān)頻率展頻技術(shù)
開(kāi)關(guān)頻率展頻功能是改善大電流DCDC的EMI的方法之一，MPQ4436A通過(guò)在開(kāi)關(guān)頻率點(diǎn)附近加入±10%的頻率抖動(dòng)，大大降低開(kāi)關(guān)頻率處的EMI輻射能量。
對(duì)稱的引腳封裝設(shè)計(jì)
MPQ4436A采用對(duì)稱的引腳封裝設(shè)計(jì)，高頻回路VIN和GND分布非常合理，對(duì)稱放置高頻電容即可形成磁場(chǎng)抵消效應(yīng)。
采用flipchip封裝技術(shù)
采用flipchip封裝，寄生的電感更小，寄生的的電感產(chǎn)生spike更低，進(jìn)一步優(yōu)化EMI。
采用以上技術(shù)，不需要共模電感和屏蔽罩的條件下，評(píng)估板MPQ4436A可以直接通過(guò)CISPR25 class5的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
04 更緊湊的封裝和良好的散熱性能
MPQ4436A具有QFN 4x4mm封裝, 相比于MPQ2918降壓型控制器而言，省去了2個(gè)MOS和一個(gè)采樣電阻，整體布板面積降低40%。在小封裝條件下，MPQ4436A具有良好的散熱特性，12V->5V@6A條件下，溫升36°。
05 支持兩片MPQ4436A錯(cuò)相并聯(lián)
車機(jī)應(yīng)用中，很多時(shí)候需要大電流，平臺(tái)設(shè)計(jì)，MPQ4436A為這種應(yīng)用提供便利。MPQ4436A支持多項(xiàng)并聯(lián)，采用兩片MPQ4436A錯(cuò)相180°輸出，增加輸出功率的同時(shí)，由于其輸入紋波電流錯(cuò)相后相互疊加，改善了輸入電流斷續(xù)的問(wèn)題，將進(jìn)一步降低EMI。
二級(jí)供電電源應(yīng)該具備什么特性?
二級(jí)電源一般給系統(tǒng)中解串器/串行器/調(diào)制IC/存儲(chǔ)等外設(shè)供電，這些外設(shè)供電電源軌較多，有時(shí)還具有上電下電時(shí)序要求，這也為二級(jí)供電電源設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)。
針對(duì)上述特性，MPS公司的MPQ2166A具有以下特性：
01 更緊湊的封裝和對(duì)稱的布局
MPQ2166A是緊湊型二合一降壓DCDC，QFN2x3/QFM2.5X3.5小型化封裝，最高支持3MHz開(kāi)關(guān)頻率，進(jìn)一步降低外圍電感電容的體積。
對(duì)稱的引腳分布，對(duì)稱工整的PCB布局，同時(shí)具有兩路錯(cuò)相180°的特性，這些有利于EMI的降低。
02 更利于多電源軌設(shè)計(jì)
兩路BUCK具有相互獨(dú)立的EN/SS/PG，便于編輯電源的上電時(shí)序，同時(shí)便于監(jiān)控每一路電源狀態(tài)。
針對(duì)有的電源軌電流大，有點(diǎn)電源軌電流小，MPQ2166A的兩路電流分配靈活，可自由分配成2A/2A和3A/1A，通用性極強(qiáng)。
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