器件和主機的數量仍然相對較少，但正不斷增加。隨著USB Type-C器件的普及，消費者也希望在家中、移動辦公時使用它們，尤其是在汽車上。

 

汽車係統有一套獨特的要求和設計障礙，超出了USB供電的要求。表1所示為汽車係統中的典型電壓。

 

表1 汽車係統中的典型電壓

 

汽車係統將對輸入使用保護和/或調節，以限製負載的電壓。該電壓通常限於高出卡車電壓或為電池電壓的兩倍，但低於40V。輸入保護功能可使輸入電壓介於3-40V之間。

 

USB Type-A器件僅在5V條件下工作，因此降壓轉換器可以創建充電或通信端口。然而，在起動條件下，USB Type-A係xi統tong不bu起qi作zuo用yong。過guo去qu
，這zhe並bing不bu是shi一yi個ge很hen大da的de問wen題ti，因yin為wei車che輛liang駕jia駛shi員yuan隻zhi將jiang車che輛liang起qi動dong一yi次ci，而er且qie起qi動dong隻zhi需xu要yao很hen短duan的de時shi間jian。但dan是shi隨sui著zhe停ting止zhi起qi動dong怠dai速su的de采cai用yong，這zhe種zhong中zhong斷duan逐zhu漸jian成cheng為wei了le一yi個ge嚴yan重zhong的de問wen題ti。想xiang像xiang您nin坐zuo在zai車che中zhong聽ting著zhe手shou機ji播bo放fang的de音yin樂le，每mei次ci車che輛liang起qi動dong和he停ting止zhi時shi，音yin樂le就jiu會hui中zhong斷duan。USB供電允許電壓介於5V-20V之間

，為負載提供適當的電壓是一個真正存在的問題。

 

簡(jian)單(dan)的(de)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)不(bu)再(zai)能(neng)夠(gou)執(zhi)行(xing)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)。在(zai)特(te)定(ding)的(de)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)內(nei)，一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)升(sheng)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)器(qi)也(ye)不(bu)夠(gou)。汽(qi)車(che)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)需(xu)要(yao)一(yi)台(tai)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)工(gong)況(kuang)降(jiang)壓(ya)或(huo)升(sheng)壓(ya)的(de)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。

 

一些拓撲結構符合這些標準，包括單端初級電感轉換器（SEPIC）、反激式或非反向降壓-升壓。非反向降壓-升壓類別還包括雙開關或四開關的選項。圖1所示為每個拓撲的簡化原理圖。

 

圖1 非反向降壓-升壓拓撲結構的簡化原理圖

 

這些拓撲中的每一個都包含權衡，如表2所列。

 

表2選擇非反向降壓-升壓拓撲結構時的權衡

 

SEPIC和反激式轉換器所具有的性能高度相似；然而
，SEPIC的鉗位輸入電壓和現成的電感使其對汽車應用更具吸引力。雙開關降壓-升壓在功率上受限，其範圍與SEPIC類似，但對雙開關降壓-升壓控製器來說，可用選項很少。因此，隻能將SEPIC用於低功耗應用（5-50W）
，而將四開關降壓-升壓用於高功率應用（30-100W）。

 

汽車環境中的許多應用可以從USB供電中受益，其中包括：

 

●     車輛（5, 9, 15或20V）中可達100W的充電端口。

●     從便攜式設備充電和接受數據的信息娛樂端口。

●     信息娛樂輸出端口——例如，連接到車輛後部監視器並通過同一根電纜提供電源和數據的端口。

●     可從汽車提供電源和數據的診斷端口。

 

USB Type-C尚shang未wei應ying用yong於yu車che輛liang，但dan很hen快kuai就jiu會hui得de到dao應ying用yong。目mu前qian還hai有you許xu多duo電dian源yuan障zhang礙ai需xu要yao解jie決jue，以yi確que保bao獲huo得de無wu故gu障zhang的de用yong戶hu體ti驗yan。輸shu入ru和he輸shu出chu電dian壓ya的de變bian化hua使shi得de非fei反fan向xiang降jiang壓ya-升壓電源成為理想的選擇。對於低成本和低功耗解決方案來說，SEPIC可能是合適的選擇。對功率和效率更高的設計來說，四開關降壓-升壓法可以提供一個非常有吸引力的解決方案。在汽車環境中通過USB 供電的應用數量隻會增加不會減少，這意味著電源設計的機遇將會更加多元。

 

 

其他信息

 

1. Singh, Atul 汽車背光LED電源負載突降和起動保護，TI應用報告（SNVA681），2015年3月。

 

2. 下載LM5175和LM5118數據表。數據表。

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