过去,汽车娱乐系统基本上指的就是音响系统。如今,越来越多消费领域的功能正逐步应用到汽车中,使得现代汽车信息娱乐系统已经取代传统的汽车娱乐系统。当今的汽车搭载了先进的信息娱乐系统,包括导航、音响、远程信息处理、紧急呼叫、USB、蓝牙、SD卡、HDMI和视频等。安森美半导体凭借其汽车电子方面的技术优势和能力,为当今及今后的汽车音响及信息娱乐系统提供一系列的电源管理IC、保护器件、信号调理IC、显示驱动IC、信号处理IC等系统所需产品。
1. 电源管理方案
1) 用于车载收音机及仪表盘系统的双芯片电源方案
NCV8614B和NCV8855(图1)是安森美半导体的电源管理单元(PMU),集成了线性稳压器、开关电源、高边开关、缓冲器,以及输入/输出端口。其高度集成性有助于降低系统成本和体积。结合使用NCV8614B和NCV8855,可以为汽车收音机或仪表盘系统提供完整的电源解决方案。其中,NCV8614B是多路输出的线性电源管理芯片,其电压自适应功能可自动根据输入电压选择,适用于车载收音机设备和仪表盘系统电源。
图1:结合使用NCV8614B和NCV8855的汽车收音机系统框图
NCV8855可满足一些特色应用中不同可调输出电压、不同电流及不同功能设置需求。该芯片集成了一路高边开关、一路降压(Buck)控制器、一路内置开关管的2A输出降压转换器,以及两路线性电源控制器,可为多种负载供电,如车载收音机设备的调谐器、CD机逻辑电路、音频处理器、CD机或磁带的控制电路。
2) 带电流检测的有源天线LDO
带电流检测的LDO(低压降线性稳压器)能提供精确可调的电流限值,满足特殊应用需求,并可为单片机提供模拟或数字诊断信息,使MCU能够据此采取保护措施(如过载时关闭LDO或断开负载);还能提供电池/偏置电压反接保护、输出对电池短路保护、输出对地短路保护,以及热关断保护等功能。
安森美半导体的NCV47700(6%输出精度)和NCV47701(3%输出精度)是350 mA可调输出电压低压降线性稳压器,集成了电流检测及诊断和系统保护等功能。在10 mA至350 mA的负载电流范围内,电流镜像精度可保证在±10%(Iout/ICSO),从而可通过接在CSO引脚的电阻RCSO的压降得到控制系统所需的准确的输出电流值。
NCV47700/01既可以配置为输出可调稳压器,将输出电压设置为所需值,也可以配置为高边开关。相比传统分立器件方案,采用NCV47700/01的有源天线电源解决方案能够大幅减少元器件数量和PCB面积。
图2:NCV47700/01应用电路图。
3) 开关电源方案
a) 升压(Boost)/反激(Flyback)/SEPIC开关电源控制器
NCV8871、NCV8873和NCV898031是可用于多种拓扑(升压、反激和SEPIC)开关电源控制器,具有宽范围工作电压(3.2 V至45 V),以及10 μA的极低关断电流,可提供高性价比的照明解决方案。
NCV8871和NCV8873的出厂可编程开关频率为170 kHz至1 MHz。NCV8873的反馈基准电压仅为0.2 V(可以采用低阻值电流检测电阻,以减少电流检测电阻功耗),非常适用于需要恒流控制的应用,如LED驱动器。NCV898031则是一款开关频率高达2 MHz的产品,较高的频率可以采用更小的滤波器件(输出电容和电感),从而降低系统成本。
b) 低压降降压开关电源控制器
NCV8852是一款驱动外接P沟道MOSFET、输出可调非同步降压(Buck)开关电源的控制器。它采用峰值电流控制,内置斜坡补偿及给门级驱动供电的稳压器,其特点包括:睡眠模式下的低静态电流;输出可调,反馈基准电压为800 mV±2%;宽电压输入范围(3.1 V至44 V);可编程开关频率;内部软启;欠压锁定;频率可由外部时钟同步;100%最大占空比;逐周期限流模式,限流值可编程;打嗝式过流保护及短路保护。
c) 直接与电池连接的降压开关电源
在车载信息娱乐系统的电源应用中,采用频率高达2 MHz的NCV890xx系列可以省去EMI滤波器,减少所需的外部元件数目;保证在18 V输入、最低3.3 V输出条件下不出现跳周期情况。该系列产品中有多种电流等级和功能的产品可供选择。其特点包括:最大输出电流为1.2 A、2 A、3 A三个系列;抛负载保护电压为40 V 和 45 V两个等级;同步信号输入及同步信号输出;输出正常指示/开漏输出/复位开漏输出;内部产生展频;以及欠压锁定、自适应降频、峰值电流限制、热保护、睡眠模式下低静态电流。