ADAS 需要多軌 DC/DC 轉(zhuǎn)換器

高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (Advanced Driver Assistance Systems，ADAS) 有助于安全行駛，并在系統(tǒng)檢測(cè)到來自周圍物體有風(fēng)險(xiǎn)時(shí)可提醒駕駛員，無論這是什么風(fēng)險(xiǎn) 。增加 ADAS 系統(tǒng)是 2016 年至 2020 年汽車的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。這類系統(tǒng)一般提供動(dòng)態(tài)功能，例如自適應(yīng)巡航控制、盲點(diǎn)檢測(cè)、車道偏離報(bào)警、打盹監(jiān)視、夜視以及更多動(dòng)態(tài)功能。消費(fèi)者對(duì)行車安全日益關(guān)注、要求舒適行駛，政府的行車安全法規(guī)也在不斷增加，這些因素都促進(jìn)了 ADAS 在汽車中的增長(zhǎng)。

大多數(shù) ADAS 系統(tǒng)的核心是某種微處理器，微處理器處理來自車輛內(nèi)各種傳感器的所有輸入，然后再對(duì)這些輸入信息進(jìn)一步處理，以便能夠以容易辨認(rèn)和理解的形式將信息提供給駕駛員。此外，這類系統(tǒng)通常直接由車輛的主電池供電，主電池的標(biāo)稱電壓為 9V 至 18V，但是由于系統(tǒng)內(nèi)的電壓瞬態(tài)，有可能高達(dá) 42V，也有可能在冷車發(fā)動(dòng)情況下低至 3.5V。因此很顯然，所使用的任何 DC/DC 轉(zhuǎn)換器都必須能夠處理 3.5V 至 42V 的寬輸入電壓范圍。

很多 ADAS 系統(tǒng)都需要 5V 和 3.3V 軌給各種模擬和數(shù)字 IC 組件供電，可是處理器 I/O 和內(nèi)核電壓會(huì)在低于 2V 的范圍內(nèi)。此外，還必須考慮空間和熱量問題。盡管使用高壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器提供 5V 和 3.3V 軌是很常見的做法，但是用這種轉(zhuǎn)換器提供低于 2V 的電壓軌并不總是很切合實(shí)際，因?yàn)槭褂枚鄠€(gè)單輸出轉(zhuǎn)換器會(huì)導(dǎo)致解決方案尺寸過大，同時(shí)還有潛在的熱量限制。一種更加適合的解決方案是使用提供多輸出的單個(gè) DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

多軌 DC/DC 轉(zhuǎn)換器
由于存在這些限制，所以凌力爾特公司開發(fā)了 4 輸出單片同步降壓型轉(zhuǎn)換器 LT8602。其 3V 至 42V 輸入電壓范圍使該器件非常適合包括 ADAS 在內(nèi)的汽車應(yīng)用，因?yàn)檫@類應(yīng)用必須穩(wěn)定通過最低輸入電壓低至 3V 的冷車發(fā)動(dòng)和停-啟情況以及超過 40V 的負(fù)載突降瞬態(tài)。正如在圖 1 中所能看到的那樣，其 4 通道設(shè)計(jì)整合了兩個(gè)高壓 2.5A 和 1.5A 通道和兩個(gè)較低電壓的 1.8A 通道，以提供 4 個(gè)獨(dú)立的輸出，并提供低至 0.8V 的電壓，從而使該器件能夠驅(qū)動(dòng)目前可用的最低電壓微處理器內(nèi)核。其同步整流拓?fù)涮峁└哌_(dá) 94% 的效率，同時(shí)突發(fā)模式 (Burst Mode®) 運(yùn)行在無負(fù)載備用情況下保持靜態(tài)電流低于 30µA  (所有通道均接通)，從而使該器件非常適合始終接通系統(tǒng)。

圖 1：提供 5V、3.3V、1.8V 和 1.2V 輸出的 LT8602 原理圖

LT8602 的開關(guān)頻率可設(shè)定在 250kHz 至 2MHz 范圍，并可在這個(gè)范圍內(nèi)同步。其 60ns 最短接通時(shí)間允許在高壓通道上以 2MHz 開關(guān)頻率實(shí)現(xiàn) 16VIN 至 2.0VOUT 降壓轉(zhuǎn)換。當(dāng)高壓 VOUT2 通道為兩個(gè)低壓通道 (VOUT3 和 VOUT4) 饋電時(shí)，這兩個(gè)低壓通道可以提供低至 0.8V 的輸出，同時(shí)可以 2MHz 頻率切換，從而可構(gòu)成一種占板面積非常緊湊(約 25mm x 25mm) 的 4 輸出解決方案。