汽车充电器设计的组成部分

作者：Robert Taylor  德州仪器

正如我的朋友 Brian 在他的博客中说的，现在人人都随身携带智能手机或平板电脑。这些是收发业务邮件、接打个人电话及了解世界最新信息的必要设备。令人疯狂的手机游戏层出不穷，例如愤怒的小鸟、糖果粉碎 (Candy Crush) 以及单词接龙 (Words with Friends) 等。智能手机可提供天气预报和导航。这些特性及功能可让我们的生活更轻松、工作更高效。
就像我一样，您可能也要为设备充电一整夜，第二天带着充足的电池出发。然而，由于大显示屏和高亮显示等因素会快速消耗电量，因此当前电池很难达到我们所需要的待机时间。
一个解决该问题的便捷方法是在通勤的路上为手机充电。车载 DC/DC 充电器不仅很流行，而且已变得必不可少了。
DC/DC 充电器分为几种不同种类。很多汽车内建 USB 端口，可用来为这些设备充电。此外，二级市场及常备无线电广播也可提供这种便捷性，并可播放存储在设备中的音乐。最后即使这些设备都没有，您也可以从二级市场找到配有配件端口或点烟器的充电器。
这些设计通常将汽车电池用作输入，也就是说输入电压范围在正常工作条件下是 6V 至 14V，瞬态条件可达 80V 甚至更高。在每端口电流高达 2.1A 时，输出电压一般是 5V。这类设计包括三个主要组成部分：

• 输入调节与滤波：输入滤波和调节威廉希尔官方网站 一般用来降低 EMI 和保护下游 DC/DC 转换器。部分普及型转换器选项包括 TPS54240 和 TPS40170。这两种 IC 产品提供宽泛输入以及各种特性，可帮助工程师简化设计流程。
• DC/DC 转换。
• USB 充电与保护：保护功能尤其重要，谁愿意让数百美元的设备被故障充电器毁坏啊？智能手机或平板电脑的电池及充电器实际上都在设备内部。为了让充电能够提供最大充电电流，充电器需要能够进行自我识别。TPS2511 和 TPS254x 器件可帮助实现该识别功能，并支持必须的 USB 保护。
  

我依照上述要求，创建了两款您可免费使用的 USB DC/DC 充电器设计方案，分别是：PMP7388 和 PMP7390。
对于外形适用于点烟器插头大功率表面的单端口充电器，请使用 PMP7388。

采用 TPS54240 和 TPS2511 实现支持集成型高侧 FET 的非同步降压转换器。TPS54240 可处理高达 40V 的输入电压；为了应对输入端的浪涌电压，采用调节威廉希尔官方网站 将输入电压钳制在 39V。该输出不但可提供 2.1A 电流，而且还可通过 TPS2511 实现“通用充电”。
对于双端口充电器，请使用 PMP7390。

使用支持外部 FET 的 TPS40170 同步降压转换器实现高效率及低热耗散。该输出能够在 5A 电流下提供 5V 电压，并可通过 TPS2511 为每个端口提供“通用充电”功能。