一款针对汽车仪表盘宽Vin,3A降压2层参考设计
发布日期:2018-06-05        

主题词超低功耗 ; 汽车仪表盘 ; PMP10735



不知你还记不记得,仪表板曾经非常的枯燥乏味?它们通常有5个功能:速度计、转速表、里程表、油量表和温度表。
 
 

 

图1:以前,仪表板很简单,耗电也比现在低很多

 

万一你受不了配偶的唠叨,最终同意驾车去Winnipeg时,比较时髦的仪表板可以显示单位为英里/小时和公里/小时的速度值。所有的表盘都是机械的。唯一一个使用图形化显示方式的就是油量,看起来好像一把钥匙从水中伸出来。

 

 
 
 

图2:以前的仪表板中的图形化显示非常有限,其中就包括这把从水体中伸出的万能钥匙。

 

在过去几年中,仪表板开始变得越来越有意思了。如果你还未升级你的81 Scirocco的话,它们可比之前好看多了。

 

 
 
 

图3:目前,仪表板已经是数字化的了,耗电也更多了。

 

目前的大多数仪表板是数字的,将LCD和LED用作背光光源(图3)。事实上,如果你只有一个3.5英寸显示屏的话,就属于比较低端的了。目前的发展趋势是7英寸显示屏,如果你买得起高端车辆的话,那么12英寸显示屏也属于标配。当然,除此之外,通过操纵方向盘上的按钮,你可以轻松控制显示屏。你可以在仪表盘上查看与车辆相关的全部信息,比如说正在收听的歌曲(包括专辑封面),车辆诊断信息,以及周围环境的3D显示。

 

所有这些增强功能都需要更多的处理能力。对于低端和中级车内的仪表盘来说,不使用电池的转换器的最佳功率平衡点在15W的范围内 (5VOUT x 3A)。具有超大屏幕的高端仪表板的功率会超过25W。

 

在输入电压和输出电流等基本技术规格之外,数据表中下一个最重要的技术规格有可能就是静态电流 (IQ)。实际上,其中涉及两个数字。关断静态电流是稳压器IC被一个启用或关断引脚完全禁用时的电流值。另一方面,待机静态电流是器件被启用,但是没有负载时的电流。

 

随着汽车内不断增加的电气化水平,越来越多的电子元器件被接至12V电池。其中的一些电子元器件永远都不会被禁用。你可以想一想你的密钥卡。在这个信号的另一端是被称为被动进入启动系统 (PEPS) 的系统电路。PEPS系统必须始终处于“接通”状态,时刻等待着来自密钥卡的信号。(否则的话,你也许就必须使用钥匙链上的钥匙了,而这是我们不希望看到的。)无论怎样,由于PEPS系统始终处于接通状态,它一直会从电池中汲取待机静态电流。

 

在仪表盘中,有几个电路会始终接通,这一点与PEPS系统中的情况是一样的。比如说实时时钟、CAN/LIN收发器和微控制器。对于整个仪表盘来说,在待机状态下所允许的总体流耗典型值大约为100μA,在处理器流耗轻松达到50μA的情况下,实现这一点并不容易。

 

有几个不同的方法和途径可以解决这个难题,尽可能地降低仪表板内的电源静态电流。由于直到目前低静态电流开关稳压器的数量还不是很多,大多数常见方法就是使用一个与开关并联的低静态电流LDO。开关将被禁用,而LDO可用于唤醒下游电路,与此同时,从电池中汲取更少的电流。

 

目前来看,有诸如LM43603-Q1的器件,其待机静态电流为27μA,这样的话,你就可以不使用LDO了。这样就大大减少了BOM成本。此外,需要牢记的一点是,这个值为27μA的电流值是对于同步器件来说的—非同步器件数据表将提供只针对IC的待机静态电流,其中不包括二极管。二极管内的电流泄露值在高温情况下会高达1mA,而这会大大超出你的预期值。

 

在这些情况下,你需要消除任何可能的毫安级流耗,以符合那些特别有想法的静态电流预算,而全新的LM53603-Q1甚至可以更好地满足这一要求。你还可以看一看数据表,其中的值为23μA,你也许会觉得差别也不是很大嘛。不过,LM53603-Q1的输出电压是固定的,因此,无需反馈电阻器。反馈电阻器内的电流泄露会很容易在你的系统中增加3-5μA的流耗。

 

除了消除系统中隐藏的静态电流源,这些同步器件的功率也在上面提到的15W最佳功率平衡点范围内。作为一名工程师,如果你十分希望用较少的外部组件来实现出色性能,那么请查看其中一个特有下方所示LM53603-Q1和LM43603-Q1(图4)的2层参考设计。

 

 

图4:PMP10735是一款针对汽车仪表盘(具有CISPR 25 5类兼容TI Design)的宽Vin,3A降压2层参考设计


来源:电子工程世界-汽车电子
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