车载信息娱乐系统中电源的关键性能（下）
品慧电子讯近年来，随着人们对驾驶、信息、娱乐、安全等方面需求的提升，车机的集成化模块化程度越来越高。这为车机系统的研发带来新的挑战，其中电源的设计便首当其冲。
汽车车载信息娱乐系统，又称车机，是基于车身总线系统和互联网服务而形成的车载综合信息处理系统。
近年来，随着人们对驾驶、信息、娱乐、安全等方面需求的提升，车机的集成化模块化程度越来越高。这为车机系统的研发带来新的挑战，其中电源的设计便首当其冲。
上篇中，我们介绍了车机系统中一级电源和二级电源的性能要求，今天我们来看一看下篇：
摄像头供电和USB充电的关键性能
01 如何解决环视摄像头的供电问题
将环视摄像头的图像处理集成到车机的主处理器是当下车机发展的新需求。如下图所示，环视摄像头模组一般分布在汽车的四周，通过长距离的同轴电缆将数据和供电传输到位于驾驶室中控的中央处理器。
一般而言摄像头内部的模组供电低于5V，然而当考虑到长距离的线路压降等原因，有些OEM会设定车机端摄像头的供电在8V-10V左右。
这样的供电要求对汽车电池而言显得有些尴尬。
因为当汽车在做“冷车启动”等测试时，电池电压最低可能跌至5V。同时即使是正常电压工作范围也需要支持最低9V。采用简单的降压型DCDC难以很好的满足这项性能。而采用先降压再升压的两级电源架构，显得效率低、面积大。
针对上述特性，MPS公司的MPQ8873产品则显得优势明显
更高效的架构
如图所示，如果采用先降压再升压的两级电源架构，其效率低。更重要的是，对于BOOST拓扑，即使通过EN关断IC，其输出电压仍然等于输入电压，除非串联额外的开关，否则无法完全关断后级负载。而采用MPQ8873这类单级BUCK-BOOST，不仅效率高，布板面积节省，其使能EN对于输出供电完全可控。
更简单的布局
MPQ8873具有内置4个MOS的Buck-Boost拓扑，可动态调节输出电压。外围电路极其简单，除必要的滤波电感电容和BST电容外，几乎没有其他元件。
更高的效率
MPQ8873内部集成15/35/15/35m? MOS管，在13.5V转11.5V，负载3A测试条件下，效率超过95%。
更好的EMI
分布设计设计合理，方便进行输入输出功率回路的最小环路设计，同时具有开关频率展频功能，进一步降低EMI。
02 全能的车机USB连接端口需要哪些功能
车机内CPU一般会接受来自多个USB的数据，其中有位于扶手箱的，也有来自前面板的，如下图所示。位于手扶箱内的USB充电和数据端口，一般在远端会配备USB充电IC和HUB芯片来集束USB数据通信；而位于前面板的USB端口，一般会将USB充电的功能集成在车机中。这样的场合对USB充电IC提出了新的挑战。
针对上述应用场合，MPS公司的MPQ4228-C产品具有如下应用特征：
更强的通用性
MPQ4228-C可以配置成USB-A或者USB-C。由于支持USB BC1.2 CDP协议，由MPQ4228-C支持的充电口能够实现在手机和汽车进行USB输出交互的同时，提供大约10-15W左右的充电功率。
更细节的考量
由于车机和前面板USB充电端口有一段距离，再加上手机充电线缆本身也有一段长度，真正到达手机端口的电压相比于车机的输出电压可能有较大的压差。MPQ4228-C具有线损补偿功能，充电电流越大，MPQ4228的输出电压越高。线损补偿的斜率可以通过外置电阻设计，灵活方便。
更安全的防护
在汽车充电端口的实际使用中，有时候会出现手机充电线缆的接头由于随意放置而误入点烟器的事故。MPQ4228-C具有VBUS/DM/DP/CC等I/O引脚的短电池保护功能。这样的保护功能可以避免上述事故对汽车充电IC的损坏。
更好的数据信号链传输
眼图是评估USB2.0信号完整性的测试，MPQ4228-C具有极其出色的眼图性能。
在USB2.0 DMDP数据经过MPQ4228-C内部数据开关的条件下，采用150cm的线缆，也能通过眼图的测试。
更优异的EMI性能
MPQ4228-C带有EMI FSS功能，其评估板能够在不加屏蔽罩及共模电感的条件下，通过国标等级5的测试。
更全的USB-IF认证
基于MPQ4228-C的评估板能够通过USB-IF的相关认证，尤其，其内部独有的OCP保护机制，能够使其通过Apple MFI认证中。关于负载过电流瞬态脉冲的测试，即当输出发生短暂过流条件下，MPQ4228-C能够维持住VBUS电压而不至于关断保护。
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