USB type-c新规范中最令人激动的一个方面是其电力传输部分。经过USB供电,器材能够成功取得更多的电力,然后完成曾经无法完成的功用。手机、平板电脑和笔记本电脑等便携式设备将能够更快地充电。显示器等高功率设备将能够经过相同的电缆取得电源和数据。
器材和主机的数量依然相对较少,但正不断添加。跟着USB type-c器材的遍及,顾客也期望在家中、移动作业时运用它们,尤其是在轿车上。
轿车体系有一套共同的要求和规划妨碍,超出了USB供电的要求。表1所示为轿车体系中的典型电压。
表1 轿车体系中的典型电压
轿车体系将对输入运用维护和/或调理,以约束负载的电压。该电压一般限于高出货车电压或为电池电压的两倍,但低于40V。输入维护功用可使输入电压介于3-40V之间。
USB Type-A器材仅在5V条件下作业,因而降压转化器能够创立充电或通讯端口。可是,在起动条件下,USB Type-A体系不起作用。曩昔,这并不是一个很大的问题,由于车辆驾驶员只将车辆起动一次,并且起动只需求很短的时刻。可是跟着中止起动怠速的选用,这种中止逐步成为了一个严峻的问题。想像您坐在车悦耳着手机播映的音乐,每次车辆起动和中止时,音乐就会中止。USB供电答应电压介于5V-20V之间,为负载供给恰当的电压是一个真实存在的问题。
简略的降压转化器不再能够履行电源转化。在特定的输入和输出电压规模内,一个简略的升压转化器也不行。轿车体系规划人员需求一台能够依据工况降压或升压的转化器。
一些拓扑结构契合这些规范,包含单端初级电感转化器(SEPIC)、反激式或非反向降压-升压。非反向降压-升压类别还包含双开关或四开关的选项。图1所示为每个拓扑的简化原理图。
图1 非反向降压-升压拓扑结构的简化原理图
这些拓扑中的每一个都包含权衡,如表2所列。
表2挑选非反向降压-升压拓扑结构时的权衡
SEPIC和反激式转化器所具有的功能高度相似;可是,SEPIC的钳位输入电压和现成的电感使其对轿车使用更具吸引力。双开关降压-升压在功率上受限,其规模与SEPIC相似,但对双开关降压-升压控制器来说,可用选项很少。因而,只能将SEPIC用于低功耗使用(5-50W),而将四开关降压-升压用于高功率使用(30-100W)。
轿车环境中的许多使用能够从USB供电中获益,其间包含:
· 车辆(5, 9, 15或20V)中可达100W的充电端口。
· 从便携式设备充电和承受数据的信息文娱端口。
· 信息文娱输出端口——例如,连接到车辆后部监视器并经过同一根电缆供给电源和数据的端口。
· 可从轿车供给电源和数据的确诊端口。
USB type-c没有使用于车辆,但很快就会得到使用。现在还有许多电源妨碍需求处理,以保证取得无故障的用户体会。输入和输出电压的改变使得非反向降压-升压电源成为抱负的挑选。关于低成本和低功耗处理方案来说,SEP%&&&&&%可能是适宜的挑选。对功率和功率更高的规划来说,四开关降压-升压法能够供给一个十分有吸引力的处理方案。在轿车环境中经过USB 供电的使用数量只会添加不会削减,这意味着电源规划的机会将会愈加多元。
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其他信息
1. Singh, Atul 轿车背光LED电源负载突降和起动维护,TI使用陈述(SNVA681),2015年3月。
2. 下载LM5175和LM5118数据表。