ADAS 需要多軌 DC/DC 轉換器
2017-08-07 11:10:03 n凌力爾特公司
(現隸屬 Analog Devices 公司)
Tony Armstrong
電源產品部
產品市場總監
ADAS 基本知識
高級駕駛員輔助系統
(Advanced Driver Assistance Systems，ADAS) 有助于安全行駛，并在系統檢測到來自周圍物體有風險時可提醒駕駛員，無論這是什么風險 。增加 ADAS 系統是 2016 年至 2020 年汽車的主要發展趨勢之一。這類系統一般提供動態功能，例如自適應巡航控制、盲點檢測、車道偏離報警、打盹監視、夜視以及更多動態功能。消費者對行車安全日益關注、要求舒適行駛，政府的行車安全法規也在不斷增加，這些因素都促進了 ADAS 在汽車中的增長。
大多數 ADAS 系統的核心是某種微處理器，微處理器處理來自車輛內各種傳感器的所有輸入，然后再對這些輸入信息進一步處理，以便能夠以容易辨認和理解的形式將信息提供給駕駛員。此外，這類系統通常直接由車輛的主電池供電，主電池的標稱電壓為 9V 至 18V，但是由于系統內的電壓瞬態，有可能高達 42V，也有可能在冷車發動情況下低至 3.5V。因此很顯然，所使用的任何 DC/DC 轉換器都必須能夠處理 3.5V 至 42V 的寬輸入電壓范圍。
很多 ADAS 系統都需要 5V 和 3.3V 軌給各種模擬和數字 IC 組件供電，可是處理器 I/O 和內核電壓會在低于 2V 的范圍內。此外，還必須考慮空間和熱量問題。盡管使用高壓 DC/DC 轉換器提供 5V 和 3.3V 軌是很常見的做法，但是用這種轉換器提供低于 2V 的電壓軌并不總是很切合實際，因為使用多個單輸出轉換器會導致解決方案尺寸過大，同時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 DC/DC 轉換器。
多軌 DC/DC 轉換器
由于存在這些限制，所以凌力爾特公司開發了 4 輸出單片同步降壓型轉換器
LT8602。其 3V 至 42V 輸入電壓范圍使該器件非常適合包括 ADAS 在內的汽車應用，因為這類應用必須穩定通過最低輸入電壓低至 3V 的冷車發動和停-啟情況以及超過 40V 的負載突降瞬態。正如在圖 1 中所能看到的那樣，其 4 通道設計整合了兩個高壓 2.5A 和 1.5A 通道和兩個較低電壓的 1.8A 通道，以提供 4 個獨立的輸出，并提供低至 0.8V 的電壓，從而使該器件能夠驅動目前可用的最低電壓微處理器內核。其同步整流拓撲提供高達 94% 的效率，同時突發模式 (Burst Mode®) 運行在無負載備用情況下保持靜態電流低于 30μA (所有通道均接通)，從而使該器件非常適合始終接通系統。
圖 1：提供 5V、3.3V、1.8V 和 1.2V 輸出的 LT8602 原理圖
LT8602 的開關頻率可設定在 250kHz 至 2MHz 范圍，并可在這個范圍內同步。其 60ns 最短接通時間允許在高壓通道上以 2MHz 開關頻率實現 16VIN 至 2.0VOUT 降壓轉換。當高壓 VOUT2 通道為兩個低壓通道 (VOUT3 和 VOUT4) 饋電時，這兩個低壓通道可以提供低至 0.8V 的輸出，同時可以 2MHz 頻率切換，從而可構成一種占板面積非常緊湊(約 25mm x 25mm) 的 4 輸出解決方案。
