適用于車載信息娛樂系統的高效且實惠的 USB 電力輸送
2024-05-17 09:32:30 德州儀器
盡管 USB Type-C? 主要作為筆記本電腦、平板電腦和智能手機的新一代、更快充電標準而為人所熟知，但在電力輸送和連接應用領域也變得日益普及。USB Type-C 的速度和效率非常高：隨著 USB 電力輸送 (USB PD) R3.1 規范的發展，一個 USB Type-C 連接器便可支持高達 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、巴西和韓國紛紛制定并實施了相關規定，要求便攜式個人電子產品必須通過 USB Type-C 端口進行充電。
隨著越來越多的消費類設備支持 USB Type-C 和 USB PD，汽車應用對 USB Type-C 和 USB PD 的需求也在日益增長。消費者希望能夠在車內通過 USB Type-C 電纜為設備快速充電，以及投影 GPS 顯示、音樂播放器甚至電影等內容。預計在 2025 年開始投產的汽車中，每輛車的 USB Type-C 端口數量將從兩個增加到四個。您可能已經能夠在汽車音響主機、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 主席兼首席運營官 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，這項技術正成為連接個人設備以外日益豐富的各種技術的優選解決方案。無論是輕松連接到喜歡的車輛，還是與手機或其他設備無縫相連，USB Type-C 都提供了高效、可互操作且無憂的體驗，簡化消費者在多場景下與技術的互動方式。”
在汽車環境中考察 USB Type-C 的應用時，需要考慮很多因素。端口的便捷性和靈活性對于輕松連接設備進行充電和/或數據通信至關重要。端口的數量、距離要求和性能均由拉電流電源策略管理 (SPM) 進行管理。此外，SPM 還集成了端口配置和在各種條件下運行的能力，并考慮了輸入電壓、溫度和多個端口之間的功率分配（示例請參閱圖 1）。
圖 1: 多個端口之間的 USB PD 功率共享
TPS25772-Q1 是德州儀器 USB PD 控制器產品系列的雙端口型號。它集成了一個降壓/升壓轉換器來為第一個端口提供電源，并提供一個接口來控制外部降壓/升壓轉換器，該轉換器用作第二個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 USB PD 控制器上進行。您可以通過控制一些旋鈕來指示充電器的設計和行為。創建自定義配置就像回答幾個問題或更改幾個電阻值一樣簡單。
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，這使得工業產品的微型化程度進一步提高。這種連接器也符合汽車中 USB 盒的小空間要求。將這些應用整合到非常小的空間內并保持經濟高效，是汽車設計中優先考慮的因素，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，不僅關注電力輸送，還強調數據連接。并非汽車車廂內的所有端口都必須以相同的方式運行。在車廂內，一些端口可以提供更高級別的充電能力和數據傳輸功能，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 的內容。
上述配置具有高度的靈活性，設計人員可以根據日益增加的法規和市場需求，量身定制最符合您需求的解決方案。憑借新穎的硬件設計和功能集成，我們可以幫助您降低采用 USB Type-C 的門檻。
