今天的消費者隨時都會攜帶便攜式設(shè)備(PD),如智能手機、平板電腦以及媒體播放器。但將這些PD帶入車內(nèi)時,它們可能無法快速充電,甚至根本不能充電,尤其電感器是電池幾乎耗盡時。有時甚至沒有足夠的USB端口供給所有乘客,導致USB口緊缺。由于當前所有的汽車信息娛樂系統(tǒng)都提供USB端口連接,汽車OEM廠商亟待解決這一問題。
即使是最低成本的汽車,乘客也希望得到全功能、快速充電的USB端口,并且有更多端口可用。由于低成本USB車載充電器會在車中產(chǎn)生射頻(RF)干擾,不能解決上述問題。汽車OEM廠商非常清楚這些PD充電以及產(chǎn)生的RF干擾問題,他們正竭力尋求最可靠、最低成本的途徑,以便更新每輛汽車的現(xiàn)有USB口,同時增加更多的USB充電端口。
傳統(tǒng)USB方案需要4、5個分立元件解決問題。本文討論一種帶有智能USB開關(guān)的新型DC/DC轉(zhuǎn)換器,其通過高度集成提供汽車相關(guān)的USB電源、USB充電枚舉、端口保護,并解決PD充電電流越來越大帶來的新問題,使得USB成為汽車廠商和消費者的實用工具。
車載USB設(shè)計所面臨的挑戰(zhàn)
我們面對的主要挑戰(zhàn)是電流要求。隨著設(shè)備電池容量的增大,PD的USB充電電流也在不斷地增長。車載USB端口曾經(jīng)將電流限制在500mA,但新的PD要求高達1A、1.5A,甚至2.1A@5.0V的電流,以便快速充電。
首先,我們討論一下距離問題。由于美國國家公路交通安全管理局(NHTSA)反對在收音機前面板安裝USB端口,所以汽車的主USB端口通常位于扶手箱處,或者是收音機/中控臺下方,或座椅間的扶手儲物箱內(nèi)。這種位置的USB口距離收音機30cm~3m,采用永久連接、固定USB電纜。PD連接至遠端USB端口后,即吸收電流并嘗試充電。通過USB VBUS(+5V)電源線和USB接地線電阻的電流在固定電纜上產(chǎn)生的壓降為(I&thttp://www.ruishen.net.cn/大電流電感器imes;R)。當PD處的電壓低于USB規(guī)范時,將造成充電電流減小,充電時間變長,如圖1所示。例如,如果電纜電阻為500mΩ,PD充電電流為1.5A,產(chǎn)生的壓降則為750mV,使得PD處的電壓降至4.25V。 大功率電感廠家 |大電流電感工廠