利用堆疊同步降壓轉(zhuǎn)換器支持大電流的ADAS處理器

車輛系統(tǒng)的電氣化在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 中不斷發(fā)展，其中包括自動(dòng)駕駛視覺(jué)分析、停車輔助和自適應(yīng)控制功能。 智能連接、安全關(guān)鍵軟件應(yīng)用程序和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理都需要增強(qiáng)的實(shí)時(shí)計(jì)算能力。

滿足這些高級(jí)需求需要 TDA4VH-Q1 等多核處理器，它的功耗超過(guò) 100 A。與高功率相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)包括實(shí)現(xiàn)更高電流軌的效率、控制熱性能和負(fù)載瞬態(tài)相應(yīng)，并滿足功能安全要求。

提供 ADAS 處理能力

TPS62876-Q1 降壓轉(zhuǎn)換器可幫助設(shè)計(jì)人員通過(guò)新穎的可堆疊功能實(shí)現(xiàn)超過(guò) 30A 的電流，該功能可實(shí)現(xiàn)為 TDA4VH-Q1 等片上系統(tǒng) (SoC) 供電所需的高電流。 該系列包括 15 至 30A 范圍內(nèi)的器件，采用同一封裝，并且具有可支持超過(guò) 100A 負(fù)載電流的堆棧功能。

堆疊這些器件不僅有助于為下一代 ADAS SoC 的核心供電，而且還有助于通過(guò)減少熱限制和提高效率來(lái)提高熱性能。

圖 1. 堆疊配置中的兩個(gè) TPS62876-Q1 器件

堆疊通過(guò)使用菊花鏈方法進(jìn)行操作。 主器件控制1個(gè)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)、1個(gè)POWERGOOD引腳、1個(gè)ENABLE引腳和1個(gè)I2C接口。 為了實(shí)現(xiàn)最佳電流共享，必須對(duì)堆棧中的所有器件進(jìn)行編程，以使用相同的額定電流、相同的開(kāi)關(guān)頻率和相同的電流水平。

堆棧中的主器件還設(shè)置輸出電壓并控制其調(diào)節(jié)。 如果 SYNCOUT 引腳和地之間有一個(gè) 47kΩ 電阻器，則該器件將作為輔助器件運(yùn)行。 如果 SYNCOUT 引腳為高阻抗，則該設(shè)備作為主設(shè)備運(yùn)行。 圖 2 顯示了在印刷電路板上實(shí)現(xiàn)的堆棧配置。

圖 2. 三個(gè)堆疊式 TPS62876-Q1 降壓轉(zhuǎn)換器的示例評(píng)估模塊

該降壓轉(zhuǎn)換器系列的其他功能包括：

下垂補(bǔ)償，縮放標(biāo)稱輸出電壓可根據(jù)輸出電流（15 至 30A）提供更好的負(fù)載瞬態(tài)容限，并有助于降低輸出電容，從而實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)化的高功率密度解決方案。 REGISTER 引腳啟用或禁用下垂補(bǔ)償，默認(rèn)情況下禁用。

遙感支持更廣泛的 SoC 處理器，具有更嚴(yán)格的輸出電壓要求，可在負(fù)載瞬變期間提供更多的余量。 該設(shè)備的遠(yuǎn)程感應(yīng)線直接連接到負(fù)載點(diǎn)，使您能夠以 0.8% 的精度設(shè)置電壓。

I2C 接口監(jiān)控系統(tǒng)性能，并在溫度和輸出電流超過(guò)指定限制時(shí)發(fā)送警告。 還可以使用動(dòng)態(tài)電壓縮放將輸出電壓從 0.4V 調(diào)整到 1.675V。 如果不需要 I2C 功能，仍然可以通過(guò)將 SCL 和 SDA 引腳接地來(lái)使用同一設(shè)備。

功能安全

功能安全是 ADAS 的一個(gè)重要方面，尤其是在自動(dòng)駕駛方面。 TPS62876-Q1 降壓轉(zhuǎn)換器提供 TI 功能安全級(jí)別的文檔，其中包括：

? 通過(guò)應(yīng)用行業(yè)可靠性標(biāo)準(zhǔn)估算的半導(dǎo)體組件的功能安全實(shí)時(shí)故障率
? 組件故障模式及其基于設(shè)備主要功能的分布
? 引腳故障模式分析
? 在您的設(shè)計(jì)中添加外部監(jiān)控器使您能夠達(dá)到汽車安全完整性等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

結(jié)論

向更高的自主級(jí)別邁進(jìn)將需要更多的算力，以在很短的時(shí)間內(nèi)提供更高的分辨率和快速響應(yīng)。 人工智能技術(shù)等嵌入功能也增加了對(duì)更耗電的 ADAS SoC 處理器的需求。TPS62876-Q1 系列的可堆疊性可幫助您實(shí)現(xiàn)超過(guò) 100A 的核心功率，從而實(shí)現(xiàn)更高水平的自動(dòng)駕駛。

(作者：Canan Priess，德州儀器 (TI) 汽車產(chǎn)品營(yíng)銷工程師)