Компактное, высокоэффективное USB зарядка для транспорта: одночиповое многопортовое решение

Статья представляет одночиповый дизайн, доставляющий чистые 5В на множественные USB порты в транспортном средстве, минимизируя пространство, тепло и EMI.

Современные автомобили имеют USB гнезда в головном блоке, бардачке, подлокотниках и задних сиденьях (см. Рисунок 1). Эти порты обычно подключаются к головному блоку через длинные закрепленные кабели, которые могут вызывать омическое падение напряжения, генерировать EMI и перегревать зарядное устройство головного блока.

Существующие автомобильные USB решения часто полагаются на многочиповые пакеты, несинхронные регуляторы или громоздкие внешние компоненты. Такие дизайны потребляют ценную площадь печатной платы, рассеивают избыточное тепло и не имеют spread-spectrum EMI подавления — делая их неподходящими для растущего числа портов в современных автомобилях.

Идеальное одночиповое решение

Семейство MAX20037/MAX20038 интегрирует 3.5 А автомобильный синхронный понижающий преобразователь, эмулятор USB хост-заряда и надежные USB защищающие переключатели — все в 5 мм × 5 мм, 28-пиновом TQFN корпусе. Ключевые функции включают:

• Высокая эффективность — Синхронная выпрямляющая дает пиковые эффективности >90% (см. Рисунок 3).
• Низкий шум и EMI — Фиксированный 2.2 МГц PWM с опциональной spread-spectrum модуляцией держит излучение ниже регуляторных лимитов.
• Автоматическая компенсация кабеля — Усилитель чувствительного к току нагрузки и настраиваемая обратная связь корректируют VSENSP для компенсации падения напряжения по закрепленным кабелям. Настройки через I²C или внешние резисторы.
• Широкая поддержка нагрузки — Обрабатывает USB-совместимые устройства (макс 30 мА при перечислении, 100 мА/150 мА после) и несовместимые нагрузки.
• ESD защита — MAX20037 предлагает до 6 В защиту data-switch с внешним ESD массивом; MAX20038 защищает до 18 В внутренне.

Иллюстративная схема

Линии данных (HVD-, HVD+, D-, D+) обрабатывают USB хост-клиент handshake перед доставкой питания. Интегрированный сенсинг усилитель мониторит ток нагрузки, обеспечивая стабильные 5 В выход независимо от сопротивления кабеля.

Пространственные и термические преимущества

Работа на 2.2 МГц снижает выходной ripple и позволяет меньшие внешние индуктивность и фильтрующие компоненты. 28-пиновый TQFN корпус занимает менее 25 мм² площади платы, освобождая ценное пространство для дополнительных функций.

Основные показатели производительности

Типичные кривые показывают >90% эффективность по всему 3.5 А выходному диапазону, драматически снижая тепло в головном блоке и улучшая системную надежность.

Заключение

Консолидируя все необходимые функции в одном высокоточном, синхронном выпрямляющем IC, решение MAX20037/MAX20038 решает ключевые вызовы добавления множественных USB портов в транспортное средство: оно сокращает площадь печатной платы, устраняет избыточное тепло, смягчает EMI и автоматически компенсирует потери в закрепленных кабелях.

Узнайте больше

Исследуйте MAX20037/MAX20038 Automotive High-Current Step-Down Converters with USB Protection/Host Charger Adapter Emulation для следующего поколения внутриавтомобильной USB инфраструктуры.

Индустриальные статьи — это форма контента, позволяющая промышленным партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits способом, не подходящим для редакционного контента. Все промышленные статьи подлежат строгим редакционным рекомендациям для предоставления читателям полезных новостей, технической экспертизы или историй. Точки зрения и мнения, выраженные в промышленных статьях, принадлежат партнеру и не обязательно совпадают с позицией All About Circuits или его авторов.