降壓轉(zhuǎn)換器如何讓您的電源更加靈活

有人說，如果你只有一把錘子，你會(huì)把所有問題都看成釘子。當(dāng)談到為汽車處理器供電時(shí)，你會(huì)在 TI 豐富的高度集成電源管理 IC (PMIC) 產(chǎn)品組合中找到錘子、螺絲刀等。我的同事 Karl Wallinger 在他的博客文章“集成電源管理 IC 如何簡化您的信息娛樂或 ADAS 系統(tǒng)”中描述了這些設(shè)備的優(yōu)勢(shì)。然而，如果不考慮分立降壓轉(zhuǎn)換器，您的電源設(shè)計(jì)師的工具箱就不完整。在這篇文章中，我將說明幾種情況，在這些情況下，降壓轉(zhuǎn)換器的靈活性使其成為汽車負(fù)載點(diǎn) (POL) 電源的不錯(cuò)選擇。

無論它們用于哪種特定系統(tǒng)，高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和信息娛樂系統(tǒng)的處理器電源樹看起來都相當(dāng)相似。汽車電池通過過壓保護(hù) IC 向?qū)捿斎腚妷航祲?a target="_blank">轉(zhuǎn)換器提供標(biāo)稱 13.5V 輸出。然后，寬 V IN轉(zhuǎn)換器向多個(gè) POL 轉(zhuǎn)換器提供 5V 或 3.3V，這些轉(zhuǎn)換器向下轉(zhuǎn)換為處理器所需的電壓水平。圖 1說明了這種常見架構(gòu)。

圖 1 ADAS 和信息娛樂系統(tǒng)的通用電源樹

您可以輕松地將此基本解決方案適應(yīng)各種系統(tǒng)需求，使用一個(gè)集成 PMIC（一個(gè)內(nèi)部有多個(gè)電源轉(zhuǎn)換器的 IC）或多個(gè)分立的單輸出轉(zhuǎn)換器為處理器供電。使用分立轉(zhuǎn)換器的最大好處是它們?cè)诿鎸?duì)不斷變化的系統(tǒng)電源要求時(shí)具有靈活性。圖 2顯示了使用分立降壓轉(zhuǎn)換器解決方案的環(huán)視攝像頭電子控制單元 (ECU) 的典型電源樹。

圖 2環(huán)視系統(tǒng) ECU 的典型電源樹

在這種布局中，片上系統(tǒng) (SoC) 上的每個(gè)電源軌都有一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，這似乎比集成解決方案稍微復(fù)雜一些。然而，另一個(gè)考慮因素是處理器功率要求不斷增加的趨勢(shì)。就在幾年前，處理器核心軌可能只需要 4A。在其他所有條件相同的情況下，您可能傾向于使用 LP87524B -Q1，這是一款可以提供 4A 軌、2.5A 軌和兩個(gè) 1.5A 軌的 PMIC，并在一個(gè)設(shè)備中捕獲完整的電源樹。不幸的是，當(dāng)您在設(shè)計(jì)過程的后期發(fā)現(xiàn)核心軌需要的功率比您最初想象的要多時(shí)，您的電路板將需要進(jìn)行徹底的改變。使用分立轉(zhuǎn)換器不會(huì)發(fā)生這種情況，您可以通過移除 4A TPS57114-Q1并將其替換為占用空間兼容的 6A TPS54618-Q1 來快速解決問題。當(dāng)然，電路板布局會(huì)有一些變化，但您不需要從頭開始重建電源樹 - 而且通過保持低電流軌道不變，您最終將節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間。圖 3 說明了這種簡單的可擴(kuò)展性。

圖 3引腳兼容性使擴(kuò)展核心功率變得容易

另一方面，您可能會(huì)希望將解決方案縮小到成本更優(yōu)化、處理器功耗更低的版本。使用相同的 PMIC 是一種快速簡便的解決方案，但不可能簡單地“刪除”您不使用的輸出。您將為系統(tǒng)中不起作用的一個(gè)或多個(gè)通道付費(fèi)（包括價(jià)格和電路板空間）。對(duì)于分立解決方案，從現(xiàn)有設(shè)計(jì)中移除一個(gè)或多個(gè)電源軌就像不在電路板上安裝組件一樣簡單。這樣，您得到的（和使用的）正是您付出的。

由于 PMIC 具有高集成度和易于上電排序的特點(diǎn)，它們正成為 ADAS 和信息娛樂系統(tǒng)中越來越常見的二次電源解決方案。它們是這些應(yīng)用的絕佳解決方案，但分立 DC/DC 轉(zhuǎn)換器在靈活性和可擴(kuò)展性方面也具有優(yōu)勢(shì)。下次打開工具箱開始電源設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)確保里面有您值得信賴的降壓轉(zhuǎn)換器。您可以在此處找到 TI 的所有汽車二次 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

審核編輯 黃宇