適用于車載信息娛樂系統(tǒng)的高效且實(shí)惠的USB電力輸送

盡管USB Type-C^?主要作為筆記本電腦、平板電腦和智能手機(jī)的新一代、更快充電標(biāo)準(zhǔn)而為人所熟知，但在電力輸送和連接應(yīng)用領(lǐng)域也變得日益普及。USB Type-C 的速度和效率非常高：隨著 USB 電力輸送 (USB PD) R3.1 規(guī)范的發(fā)展，一個(gè) USB Type-C 連接器便可支持高達(dá) 240W（48V 和 5A）的功率，相較于 USB Std-A 連接器的 7.5W（5V 和 1.5A），這是一個(gè)顯著的提升。

USB Type-C 的廣泛采用并非偶然，歐盟、印度、巴西和韓國(guó)紛紛制定并實(shí)施了相關(guān)規(guī)定，要求便攜式個(gè)人電子產(chǎn)品必須通過 USB Type-C 端口進(jìn)行充電。

隨著越來越多的消費(fèi)類設(shè)備支持 USB Type-C 和 USB PD，汽車應(yīng)用對(duì) USB Type-C 和 USB PD 的需求也在日益增長(zhǎng)。消費(fèi)者希望能夠在車內(nèi)通過 USB Type-C 電纜為設(shè)備快速充電，以及投影 GPS 顯示、音樂播放器甚至電影等內(nèi)容。預(yù)計(jì)在 2025 年開始投產(chǎn)的汽車中，每輛車的 USB Type-C 端口數(shù)量將從兩個(gè)增加到四個(gè)。您可能已經(jīng)能夠在汽車音響主機(jī)、前排座椅充電器、后排座椅充電器和后排座椅顯示器中找到 USB Type-C 端口。

USB Implementers Forum 主席兼首席運(yùn)營(yíng)官 Jeff Ravencraft 表示：“如今，許多人都因 USB Type-C 的廣泛普及和多功能性而受益，這項(xiàng)技術(shù)正成為連接個(gè)人設(shè)備以外日益豐富的各種技術(shù)的優(yōu)選解決方案。無(wú)論是輕松連接到喜歡的車輛，還是與手機(jī)或其他設(shè)備無(wú)縫相連，USB Type-C 都提供了高效、可互操作且無(wú)憂的體驗(yàn)，簡(jiǎn)化消費(fèi)者在多場(chǎng)景下與技術(shù)的互動(dòng)方式?！?/p>

在汽車環(huán)境中考察 USB Type-C 的應(yīng)用時(shí)，需要考慮很多因素。端口的便捷性和靈活性對(duì)于輕松連接設(shè)備進(jìn)行充電和/或數(shù)據(jù)通信至關(guān)重要。端口的數(shù)量、距離要求和性能均由拉電流電源策略管理 (SPM) 進(jìn)行管理。此外，SPM 還集成了端口配置和在各種條件下運(yùn)行的能力，并考慮了輸入電壓、溫度和多個(gè)端口之間的功率分配（示例請(qǐng)參閱圖1）。

圖1 多個(gè)端口之間的USB PD功率共享

TPS25772-Q1 是德州儀器 USB PD 控制器產(chǎn)品系列的雙端口型號(hào)。它集成了一個(gè)降壓/升壓轉(zhuǎn)換器來為第一個(gè)端口提供電源，并提供一個(gè)接口來控制外部降壓/升壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器用作第二個(gè)端口的電壓和電流源。在 TPS25772-Q1 上，所有控制都在集成 SPM 的單個(gè) USB PD 控制器上進(jìn)行。您可以通過控制一些旋鈕來指示充電器的設(shè)計(jì)和行為。創(chuàng)建自定義配置就像回答幾個(gè)問題或更改幾個(gè)電阻值一樣簡(jiǎn)單。

尺寸和成本也很重要。USB Type-C 采用更纖薄的連接器，高度僅為 2.4mm，這使得工業(yè)產(chǎn)品的微型化程度進(jìn)一步提高。這種連接器也符合汽車中 USB 盒的小空間要求。將這些應(yīng)用整合到非常小的空間內(nèi)并保持經(jīng)濟(jì)高效，是汽車設(shè)計(jì)中優(yōu)先考慮的因素，如圖2所示。

圖2 用于充電的小型雙USB Type-C端口

德州儀器 USB PD 控制器與電源路徑和降壓/升壓轉(zhuǎn)換器完全集成。該一體式芯片解決方案有助于提高汽車 USB 產(chǎn)品的效率和功率密度。

在汽車中部署 USB-C 端口正在邁入全新階段，不僅關(guān)注電力輸送，還強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)連接。并非汽車車廂內(nèi)的所有端口都必須以相同的方式運(yùn)行。在車廂內(nèi)，一些端口可以提供更高級(jí)別的充電能力和數(shù)據(jù)傳輸功能，并且未來可能支持 USB DisplayPort? 交替模式（將源投射到顯示屏）或 USB4^?，后者可以直接傳輸 DisplayPort? 修訂版 2.1 的內(nèi)容。

上述配置具有高度的靈活性，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)日益增加的法規(guī)和市場(chǎng)需求，量身定制最符合您需求的解決方案。憑借新穎的硬件設(shè)計(jì)和功能集成，我們可以幫助您降低采用 USB Type-C 的門檻。

（本文來源于《EEPW》202406）