使用德州儀器功能安全合規型降壓穩壓器為下一代 ADAS 處理器供電
發布時間:2025-02-09 來源:德州儀器 責任編輯:lina
【導讀】高級駕駛輔助係統 (ADAS) 的快速發展增加了實時數據處理的複雜性和需求,這需要高性能處理器來處理物體識別、傳感器融合和決策等任務。這種複雜性的增加為電源管理方麵帶來了新的挑戰。從車輛的電池(12V、24V 或 48V)開始,前置穩壓器降低電池電壓以向負載點 (PoL) jiangyazhuanhuanqikuidian,congerweichuliqitigongshixianzuijiayunxingsuoxudejingquedianya。ciwai,gaishejifeichangzhuzhongmanzuzhenggexitongdegongnenganquanyaoqiu,gonglvjiduiyumanzuzhexieyaoqiuqizhezhiguanzhongyaodezuoyong。
高級駕駛輔助係統 (ADAS) 的快速發展增加了實時數據處理的複雜性和需求,這需要高性能處理器來處理物體識別、傳感器融合和決策等任務。這種複雜性的增加為電源管理方麵帶來了新的挑戰。從車輛的電池(12V、24V 或 48V)開始,前置穩壓器降低電池電壓以向負載點 (PoL) jiangyazhuanhuanqikuidian,congerweichuliqitigongshixianzuijiayunxingsuoxudejingquedianya。ciwai,gaishejifeichangzhuzhongmanzuzhenggexitongdegongnenganquanyaoqiu,gonglvjiduiyumanzuzhexieyaoqiuqizhezhiguanzhongyaodezuoyong。
80V 雙通道降壓控製器 LM5137F-Q1 和 6V、30A 雙相降壓轉換器 TPS62883-Q1 等解決方案能為高電流汽車處理器供電,同時幫助係統實現高達汽車安全完整性等級 (ASIL) D 的功能安全合規性。
可滿足高達 ASIL D 的係統要求
TPS62883-Q1 是一款 TI 功能安全合規型 30A 降壓轉換器,根據國際標準化組織 (ISO) 26262 標準開發。該器件屬於可擴展產品係列,提供引腳兼容選項,額定電流為 12A 至 30A,支持可堆疊架構以提供超過 100A 的負載,從而滿足對更高電流需求不斷增長的現代 ADAS 片上係統 (SoC) 的電源要求。圖 1 展示了采用堆疊配置的兩個 TPS62883-Q1 轉換器。
圖1: 采用堆疊配置的兩個 TPS62883-Q1 器件
TPS62833-Q1 提供安全合規型內部監控功能,從而外部輸出電壓監控。此外,通過 I2C 改(gai)變(bian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)可(ke)同(tong)時(shi)對(dui)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)和(he)內(nei)部(bu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)監(jian)控(kong)生(sheng)效(xiao)。該(gai)功(gong)能(neng)消(xiao)除(chu)了(le)動(dong)態(tai)或(huo)自(zi)適(shi)應(ying)電(dian)壓(ya)調(tiao)節(jie)期(qi)間(jian)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)監(jian)控(kong)中(zhong)的(de)盲(mang)點(dian)。通(tong)過(guo) I2C 兼容接口進行的通信可受到循環冗餘校驗 (CRC) 保護,以便 MCU 可以檢測並標記總線通信中的位錯誤。
此外,TPS62883-Q1 還可根據其熱警告閾值提供警告,並在係統出現欠壓或過壓鎖定等嚴重故障情況時進入安全狀態。該器件還具有 nINT 故障引腳,可在發生故障時將信號發送給微控製器 (MCU),然後微控製器可以根據應用要求執行必要的操作。
改善 ADAS 處理器應用的負載瞬態響應
manzugaodianliuyaoqiubingbushidianyuanlingyumianlindeweiyitiaozhan。shishishang,fuzaishuntaixiangyingduiyuweichigaoxingnengchuliqidekekaoyunxingzhiguanzhongyao。chulixuqiudekuaisubianhuahuidaozhigonghaoturanbianhua,congerdaozhidianyaxiachongheguochong,jinerkenengchufaguzhang。kuaisufuzaishuntaixiangyingduiyuzhexie SoC 的可靠運行至關重要。
SoC 為其每個電源電壓指定一個定義的容差。內核電壓軌是最重要的,這是因為電源電流的動態性較高,電壓較低,容差為毫伏級。
負載瞬態的總預算取決於多種因素,如圖 2 所示。通常,您需要一個較大的剩餘窗口來支持負載瞬態電壓偏差,因為這允許使用較低的輸出電容。TPS62883-Q1 具有 ±0.5% 的直流輸出電壓精度和內部電壓監控功能,可消除外部電壓監控引入的額外容差。
圖2: 基於內核電源電壓容差的負載瞬態預算
TPS62883-Q1 還hai包bao含han靈ling活huo的de壓ya降jiang補bu償chang,使shi您nin能neng夠gou嚴yan格ge地di根gen據ju設she計ji要yao求qiu定ding製zhi壓ya降jiang行xing為wei。該gai功gong能neng根gen據ju輸shu出chu電dian流liu來lai調tiao節jie標biao稱cheng輸shu出chu電dian壓ya,從cong而er使shi輸shu出chu電dian壓ya在zai零ling輸shu出chu電dian流liu和he最zui大da輸shu出chu電dian流liu之zhi間jian線xian性xing調tiao節jie。
如圖 3 所suo示shi,在zai空kong載zai條tiao件jian下xia,輸shu出chu電dian壓ya被bei設she置zhi為wei略lve高gao於yu其qi標biao稱cheng值zhi,在zai最zui大da負fu載zai條tiao件jian下xia,輸shu出chu電dian壓ya被bei設she置zhi為wei略lve低di於yu其qi標biao稱cheng值zhi。因yin此ci,壓ya降jiang補bu償chang有you助zhu於yu在zai重zhong負fu載zai階jie躍yue或huo負fu載zai釋shi放fang時shi將jiang輸shu出chu電dian壓ya保bao持chi在zai一yi定ding的de容rong差cha範fan圍wei內nei。
此外,與單相設計相比,TPS62883-Q1 的de雙shuang相xiang設she計ji可ke提ti供gong更geng高gao的de環huan路lu帶dai寬kuan和he明ming顯xian更geng低di的de輸shu出chu電dian壓ya紋wen波bo,從cong而er為wei負fu載zai瞬shun態tai提ti供gong額e外wai的de餘yu量liang。通tong過guo結jie合he使shi用yong這zhe些xie功gong能neng,您nin可ke以yi減jian小xiao輸shu出chu電dian容rong並bing滿man足zu嚴yan格ge的de負fu載zai瞬shun態tai要yao求qiu,同tong時shi降jiang低di成cheng本ben和he整zheng體ti係xi統tong複fu雜za性xing。
圖3: 隨輸出電流進行調節的電壓
為幫助您簡化功能安全係統級認證,德州儀器提供業界通用報告和其他資源,包括功能安全時基故障率以及失效模式影響和診斷分析 (FMEDA) 等 IC 級文檔。
結語
隨著車輛向自動駕駛方向發展,ADAS defuzaxingbuduanxianzhuzengjia,yinciduiyingyongchuliqidegonglvxuqiuyebuduanzengjia。tongshi,gongnenganquanyezhiguanzhongyao,yinweizhexiexitongxuyaokekao,yigongyonghuyilai。zaikeduidiepeizhizhongshiyong TPS62883-Q1 可實現超過 100A 的內核電源,並聯使用時可幫助係統設計實現高達 ASIL D 的功能安全合規性。
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