汽车端口完整电源解决方案

Source: Texas Instruments

随着USB端口在新车中的普及，为这些端口提供电源变得更加重要和繁琐。因其数量庞大且位置分散，因此需要一个稳健、简单和低成本的解决方案，来帮助原始设备制造商（OEM）缩短设计时间，并为最终用户提供最大的功能性。

由于汽车主电池供电的降压转换器通常还需要为USB端口供电，所以它必须能容许或防止汽车电池出现不可避免的电压偏移或尖峰。只有较高额定值的降压转换器才能承受较高的电池电压，并在电池电压尖峰期间继续工作。

因为大多数USB端口只为便携式设备电池充电，乘客通常能够容忍短暂的断电情况。因此，您可以使用过压保护电路而非设计能够承受过压的降压转换器，保护降压转换器免受较高电池电压的短暂影响。只要电池电压过高，过压保护电路就会将降压转换器与电池断开。如果允许输入端发生过电压，则必须使用诸如TPS62130A-Q1的低额定电压器件。该器件可接受17V的电压和3A的电流。通过同步整流，可获得高效率；对于转换器的功率级来说，3mm x 3mm的封装已经算是很小了。

除了容许或防止更高的电池电压之外，许多USB端口还需要能够将USB端口电压调节到5V，以满足USB规范，甚至在负载电流和相应的汽车布线间可变压降变化时也是如此。这种电缆压降补偿对于在发动机控制单元（ECU）中装有降压转换器的那些USB端口，及不靠近整个车辆的实际USB端口尤为重要。将降压转换器置于ECU中的明显优点是所有电子元件都集中在一个印刷电路板（PSB）中，而不需要为每个USB端口都提供一个PSB板- 这可节约成本。缺点是对于每个降压转换器需要电缆压降补偿。

为了克服这一缺点，可以利用TPS2549-Q1 USB端口充电控制器提供的三个有用功能：保护端口免受过流影响的限流电路、USB设备和USB主机之间的通信协商，以及允许实现简易电缆压降补偿的专用引脚。该引脚可轻松与任何降压转换器连接，以在USB端口的电流变化时调整其输出电压。

TI Designs中具有充电控制器和电缆补偿功能的汽车类USB充电端口电源参考设计，在一个PCB板上演示了所有必需的USB端口功能——过压保护、降压转换器和带有电缆压降补偿支持的USB充电控制器。