TI 车载娱乐及仪表电源解决方案 - A

大家下午好，我是Zhijiang Li 是负责电源产品 现在是看TI的模拟产品的技术支持 那么很高兴有这个几乎给大家来介绍一下 德州仪器在汽车，主要是在车载娱乐 这一块的电源的解决方案 从车载娱乐的趋势来看的话 我们可以看到有很多新的需求或者趋势 第一个就是我们从它的这个 车机或者导航的屏来看的话 可以说屏越大越好 现在看到的，主流的可能是说 七八寸以上的尺寸 另外的就是分辨率 就是屏幕的分辨率要求越来越高 或者说趋势是往产品的更高分辨率来走 另外就是我们看到的一些触摸 这种新的产品出来 那么从处理器，就是我做的车载娱乐的主流的处理器 性能来看的话，现在基本功能增加的话 不可避免的，比如说之前的都是单核 现在可能有多核的处理器 另外的就是我们的操作系统 qns，可能现在有Android的 一些新的支持的操作系统的需求 从整个车机功耗的趋势来看 我们也可以看到，因为毕竟是从汽车电瓶上取电 所以它对功耗的要求越来越高 比如待机功耗 包括它的整个功率等级 我们也可以看到，其实 屏幕的尺寸越来越大 屏这边背光的耗电 另外就是我们可以看到 车机上面比如说喇叭这块 音质的要求提高 也带来整个车机电源功耗的增加 从车机上电源参数来看 比如说我们可以看到DC/DC的抗频率 也会在2兆以上 这个2兆是在考虑说 车机因为有收音机这部分，所以 为了避免收音机的干扰 可能抗频率会在af的带宽以上 其它的一些，比如说我们看到的 整个车机的尺寸 也有小龄化的趋势 声音这块也提到了 之前现在主流的都是AB classAB的这种功放 现在呢，刚才也提到 整个车机的尺寸要求越来越小 所以对classD有一个机会吧 classD的话，就像电源里面的DC/DC相连一样 classD的功耗会比较低 所以省去三轮片，它的尺寸会小一些 另外就是从互联这块 我们可以看到，现在看到这个苹果手机的car play 车机跟手机的互联 这块也是一个新的趋势 最后我们看到 现在基本上，汽车上面主流的连接 是支持WiFi、蓝牙的 相当于把手机的数据连到车机上面去 包括音乐、图片、视频之类的 具体从车载娱乐的发展来看 目前有几个方面，我们可以看 在目前的主流，从分辨率来看的话 还是480 后面的话，我们可以看到，其实有些 包括现在不管是欧美、日本还是国内 一些主流的车场基本上也在研发720P 或者1080P的这种产品 后面的话，我们可以看到趋势可能是更高的 2K—4K的这种分辨率 之前的话 或者是目前我们看到的 车机跟仪表这块基本上是独立单元 独立的进行工作 那么后面呢 趋势是我们讲的互联 就是车机跟仪表得有一些 包括这个数据、图像和其他的一些信息 互联的一个趋势我们可以看到 另外后面的话可以看到，再往后 十年的话，相当于整个汽车是一个类似一个系统 包括娱乐导航、DVD导航这个屏 包括仪表盘，后排座椅 这些，基本上可以实现它们之间的完全互联 从功能上来看 从目前的声音 后面也可以看到一些新的功能 比如说可以看到手势的识别 还有就是眼睛，可能说不是特别形象 在眼睛这块举个例子 比如说汽车上，在你的驾驶室里会有一些 类似于摄像头之类的去观测你眼睛的动作 举个例子，比如说疲劳驾驶 这一块，可能会有一些更新鲜的东西 在导航这块去实现 从数据的连接 或者整个趋势来看的话 从目前我们看到的主要是蓝牙、WiFi 后面的趋势更多的，刚才我们提到的互联 包括现在提到的云这块 也就是说，之前整个的操作系统 可能汽车出厂以后 有些比较灵活，支持升级 有些可能操作系统好了之后就不再改变 现在后面可以看到的趋势包括 可以通过服务器或者云端 来做整个系统的升级 从汽车连接这个功能来看的话 刚才我也提到，就之前整个的系统 基本上系统定了以后 出厂就是这样了 现在我们可以看到说 包括一些自己在线的升级 操作系统的升级 包括它跟手机的互联 这个是我们看到一个新的趋势 在后边的话，相当于更 就是会把其它的娱乐功能整合在一起 包括我们可以看到后座 跟前面车机的一些互联 另外比如说支持一些设备 坐在后面的话就不会那么枯燥 可以有一些娱乐性比较器的功能来实现 所以总得来看 就相当于汽车娱乐这块越来越智能 给我们带来更多的方便 我们刚才是整个功能来看 我们把汽车，相当于把它细分 或者拿到它的整个设计板来看的话 其实车载娱乐这块 有很多部分组成 从细节每一部分来看的话 information这块 首先它有一个处理器 有一个大脑 然后去做整个的这个 你的这个 系统处理器的处理数据的工作 那么它外围的一个接口 外围的一些接口设备，我们可以看到 比如说这边的wilink 主要是WiFi、蓝牙 支持这些设备的接入 包括我们看到的收音机 USB，还有可能是未来的趋势，就是以太网 目前我们看到，其实在 娱乐导航设备，街道整车上面还是通过看的方式 未来可能是以太网的趋势 其它部分从功能来看的话 会有一些阴险 然后有一些视频 视频这部分的一些处理 另外的就是如果你的车机这块 跟你的屏不是靠得很近 不是一体的设计的话 将来就要通过引线 要去通过连接的话 我们还会看到rvds的这种设计 供电部分的话 比如说从电池取电，一级一级降下来 给其他的设备供电 这边是这样一个结构 在仪表盘这块 相对简单一些，但东西其实也不少 可以看到从车机过来后 如果说是分体的话 肯定会有一个rvds的解串 然后把视频的数据从其他的控制数据上传过来 也有我们看到的这个 首先这个也要通过看去跟整车的控制相连 也有包括我们看到的音频 另外就是，相对来说，因为它是屏 所以它有屏的背光 和屏的bells供电 未来的话，我们可以看到就是 会有drp技术应用到仪表盘上 或者是抬头显示器上 这可能给是未来相当于比较元的一个趋势吧 当然现在也有车厂来看drp技术 从具体的话，刚刚我们如果说 每一部分，从TI 的方案来看的话 其实相当于每一部分TI都有相对应的解决方案 在这个应用上面 包括我们看到的处理器 （听不清） 我们看到的这个wilink 的产品 我们这边的usd 然后我们其他的整个can、link的一些drive 音频还有其它的提到的fpd-link 都有相对应的方案 下面等会儿要重点介绍的 整个车载娱乐导航的电源的解决方案 电源解决方案来看也是比较全的 包括从电池进来的 高压，高端的DC/DC 然后往下去降 每一级就是降到低的电压 包括DC/DC，包括多路的PM/IC，IO/DO 其它的一些，包括我们看到的USB的 USBswich会提到的USB端接口的部分 还有其它的一些ddr供电 下面进入到正题 我们来具体的看一下 车载娱乐会用到哪些电源的方案 相对于这些应用上面TI具体的方案是什么 主要有几大部分 我们每部分来看 一部分相当于启停这块儿 这部分有几个产品 列出了给大家分享和介绍一下 第一个是在做的电源领域或者是汽车上面 这颗料相信大家是比较熟悉的 lm3478或者是3481 这个性变是升压的一个top控制器 它是功率元件外置的 相对来说 这颗料是比较稳定的 而且在工业和汽车上应用也比较广泛 它的输入电压范围 是比较宽的范围 30V—40V 的一个范围 所以比较适合汽车电池的应用 有一个可调的频率范围 它的驱动能力也比较强 所以在做大的功率等级的产品，几十瓦的话 都是可以胜任 另外想提一点 这颗不仅仅是适合于升压的top 它可以通过一些简单的变换 可以支持板机sepic这种升降压的top 大家可以在TI 的网站上 搜索这颗料 TI有一些针对这颗料的参考设计 讲这些不同的top有不同的参考设计 可以供我们参考 这边是讲的3478的成功案例 比如说，可以看到在 车上，包括欧美和日本的车厂商 广泛的应用这颗料 主要的应用是从汽车的电池上降到5V 给后面的一些设备供电 这颗料，tps55340 相对3478来讲是比较新的一款 它的特点是 把开关主的功率的fit集成到芯片里面去 相对外围护相对来说简单一些 相当于把5A的一个40V的fit集成到芯片里面 外面需要电感和整流二极管 属于一个非重度的一个升压方案 这个芯片其它的功能也相对比较多 刚才也提到，既然用在汽车上面 也是比较宽的一个范围 它开关频率的范围 相对比刚才1兆会有提高 能提高到2.5兆 所以你直接可以把它拉到2兆 然后去汽车上面避开（听不清）的带宽 其它还有一些相对新的功能 相对3478的话 就有些较省点，就是轻载模式 所以在负载越轻的时候，整个耗电也比较低 另外的话，比较灵活的是说 你在设计的时候 在am带宽这块 收音机的干扰这块你可以设到2兆，比如说1.8兆以上 也可以用外同步的方式 比如说可以同步到300K—400K 也是可以很方便的去实现 不干扰收音机的设计 tps4333系列的话 相对于前面两个，它类似于一个多路的方案 它是一个多路的控制器 它会集成一个升压的控制器 两个降压 它所有的功率器件还是在外面 这颗料相当于我这边也有很宽的输入范围 它直接可以接到电池上面 然后通过前面我们叫range boost 先稳到一个电压点 然后通过两个buck去降它 比如说5V、3.3V 还是比较方便，就相当于跟之前的方案比，是比较 相当于集成度更高的一个方案 这颗料我们的成功案例是在有E-call 举了个例子 就是我这颗料接到电池 把前面的boost稳到一个电压 然后通过两个buck降到5V、3.6V 后面再接一线 去给你得其它的一些设备 去供电 那么lm5122的话 也是一个升压方案 它跟之前的方案比起来的话 它是一个同步的方案 就相当于它是一个控制器 然后主管跟低边高边的话是外接的 根据方案，它的这个芯片可以做驱动 一个控制器 可以实现同步的结构 相比之前非同步的方案 它的效率会更高 同时，这颗芯片另外有个特点 就是它可以去掉堆叠，叫stack ball 你可以用两片5122 举个例子，50W 两片100W，三片150W 很方便的来去实现更大功率的一个实现 它的输入范围设计的比较宽 也可以直接接到电池上面 后面我们有一些lm5122做的一些参考设计 这个比较典型，可以做一个4芯片450W的一个方案 所以用在汽车上面功放的供电 所以相当于这颗芯片 它的特点是比较鲜明 当然也有一些低功率的 从几百瓦到几十瓦 都可以来实现 参考设计的话 这边有一个用5122做的参考设计 有4片5122用这种堆叠的方式 来实现24V25A的一个方案 比如电池直接进来，然后4片 大家如果对这块有设计或者设计需求的话 可以考虑大功率，5122的这种堆叠式的方案 那lm5175 相对前面来讲，首先 它是升降压的一种方案 而且这个芯片对我们来讲 会相对复杂一些 它的升降压不是前面提到的stack的方式 而是4个more stack的这种 类似于桥治的升降压方案 所以它的优势也比较明显 首先，它的功率实现不局限于电感电容 的这种限制 它可以实现很大的功率 另外的话就是 很高的效率 都是相当于取一个完全的同步整流方案 它的效率可以做得比较高 所以总的来讲，就是它的一个 一个升降压的，效率比较高，实现大功率的一个方案 它也有一些参考设计，或者我们叫evm板 大家如果对这个芯片接电池 比较典型的一个就是接电池出12V的方案 这种我们在车机上面也看到是比较典型的应用 也可以考虑升降压的方案 单芯片实现，可以不用两级的升降的方式 也可以申请我们的评估板 去测试一下性能 可以看到它在这个功率等级下的效率 还有其它的一些热的情况 第二部分是我们讲叫 高电压的降压方案 这一类芯片，它的特点 首先它的范围 也是比较宽的，我们可以看到 （听不清）下面我们介绍的几款产品 基本上都可以到36V或者40V 所以可以很方便的，相当于直接接电池 来去实现 那我们，有不同的 在这一类产品的不同的 每一类产品有不同的特点 这一颗是新出来的同步的方案 一个简单的高压，同步的一个方案 这一部分我们把开关集成到芯片内部 所以外围器件比较少 还有非同步的方案 就是它的成本会相对于低一些 非同步的方案才能实现 还有一类，就是我们会有这种 除了DC/DC，外面还有一个IO/DO 有这种类似于PM/IC的这种方式 当然也有更高电压的 可以看到65V甚至更高的七十几伏的方案 在低压这块的话 这一类产品的特点相当于输入我们基本上 5V、12V 最高的17V 这一类产品，我们有两类，一类就是5V输入 最大到6V的 还有一类最大到17V 也可以支持到12V输入 特点是它非常小 这相当于我们讲的说前面会有一级接电池 一个高压的，不管是升高和降低的 到5V以后，可以用这类产品来做 让5V往下转 到2、3V或者1.2V 它的特点就是它的尺寸非常小 看频率一般2兆、3兆 它的功耗也非常低 它的静态功耗一般都在几十微安 也会做得比较小 静态功耗也会做得比较小 它的集成度非常高，所以外面只需要一根电感 而且它的频率上去以后，电感值也比较小 总的来讲，整个方案的尺寸可以使非常小 适合放在主板上面，尺寸受限的应用 它有不同的产品，比如说2A、1A或者是3A的方案 这个我就不详细了，都是产品的介绍 大家感兴趣可以上网看一下它的具体指标