如何為 ADAS 處理器提供超過 100A 的電流

高級駕駛輔助系統（ADAS），包括自動駕駛視覺分析、泊車輔助和自適應控制功能中的汽車系統電氣化日益普及。智能連接、安全關鍵型軟件應用以及神經網絡處理都需要增強的實時計算能力。

要滿足這些高級要求，需要能夠支持超過100A的電子控制單元 (ECUs) 的多核處理器，例如 TDA4VH-Q1。不過，高功率也帶來了設計挑戰，包括實現更高電流軌的高效率、在滿載條件下控制熱性能和負載瞬態以及滿足功能安全需求。

提供 ADAS 處理能力

TPS62876-Q1 降壓轉換器通過全新的堆疊功能幫助設計人員突破超過 30A 的電流限制，該功能可實現為 TDA4VH-Q1 等片上系統 (SoC) 充電所需的高電流。該系列器件采用相同封裝，可提供 15A 至 30A 電流，并且通過堆疊功能還能支持大于 100A 的負載電流。

將這些器件進行堆疊不僅能為下一代 ADAS SoC 內核供電，還能通過降低熱限制來提升熱性能并提高效率。請參閱圖 1。

圖 1：采用堆疊配置的兩個 TPS62876-Q1 器件

使用菊花鏈方法可使堆疊功能正常運行。主器件控制一個補償網絡、一個 POWERGOOD 引腳、一個 ENABLE 引腳和一個 I2C 接口。為實現最佳電流共享，必須將堆疊中的所有器件編程為使用相同的電流額定值、開關頻率和電流電平。

堆疊中的主器件還可以設置輸出電壓并控制穩壓。如果 SYNCOUT 引腳和接地端之間有一個47-kΩ電阻器，該器件會作為輔助器件運行。如果 SYNCOUT 引腳處于高阻抗狀態，則該器件作為主器件運行。圖 2 展示了印刷電路板上部署的堆疊配置。

圖 2：三個 TPS62876-Q1 降壓轉換器堆疊的評估模塊示例

該系列降壓轉換器的其他性能包括：

· 壓降補償，也稱之為負載線路（自動電壓定位）。通過調節標稱輸出電壓可基于輸出電流（15A 至 30A）提供更出色的負載瞬態容差，并減少輸出電容，從而實現成本優化型、高功率密度解決方案。REGISTER 引腳可啟用或禁用壓降補償，默認情況下為禁用狀態。

· 遠程檢測功能支持各種具有較嚴格輸出電壓要求（需要在負載瞬態期間提供更多余量）的 SoC 處理器。器件的遠程檢測線路直接連接到負載點，支持以8% 的精度設置電壓。

· I2C接口監控系統性能，并在溫度和輸出電流超出指定限制時發出警告。此外，也可以使用動態電壓調節，將輸出電壓在4V 至 1.675V 之間進行調節。如果不需要I2C功能，仍可通過將 SCL 和 SDA 引腳接地來使用同一器件。

功能安全

功能安全在 ADAS 中非常重要，特別是對于自動駕駛。TPS62876-Q1 降壓轉換器提供多個 TI 功能安全型級別文檔，包括：

· 根據業內可靠性標準估算的半導體元件的功能安全時基故障率。

· 基于器件主要功能的元件故障模式及其分布。

· 引腳故障模式分析。

通過向設計中添加外部監控器，滿足汽車安全完整性等級標準要求。

結語

要實現汽車工程師學會 2 級等更高的自動駕駛級別，需要更高的計算能力來提供更高的分辨率，并在極短時間內進行快速響應。人工智能技術等嵌入式特性也促使對更高功率的 ADAS SoC 處理器的需求不斷增加。TPS62876-Q1 系列的可堆疊功能可幫助實現大于 100A 的內核電源，進而實現更高級別的自動駕駛。