为USB端口和集线器供电L5963解决方案

USB 端口现在是任何汽车内部不可或缺的一部分，L5963稳压器通过实现更小、更高效的设计，同时防止干扰发挥着巨大的作用。今天，USB 控制器管理用于为设备充电的端口，并处理进出信息娱乐单元的数据传输。毕竟，随着汽车集成的系统越来越像 PC，并且与移动设备的连接性至关重要，多个 USB 端口和集线器的存在不再是一种选择，而是一种必备功能。

L5963：复杂问题的简单解决方案

L5963 如何为 USB 端口和集线器供电

然而，汽车固有的限制使得为 USB 端口供电成为一项挑战。由于能量来自电池，系统必须处理高电流波动和电压尖峰。它还必须能够承受非常恶劣和广泛不同的环境，并将电磁干扰降至最低。因此，为 USB 端口和集线器供电需要来自多家供应商的大量不同组件，除非您使用 L5963。

L5963 的美妙之处在于它能够处理所有这些复杂性，并提供一个单一封装的设备 来处理所有事情，从电流离开电池到到达 USB 端口或集线器的时间。它包括两个带内部电源开关的降压同步开关稳压器、一个高边驱动器 （HSD） 和一个低压差 （LDO） 线性稳压器。

L5963 还包括一个可编程电池欠压检测器、一个用于防止瞬态电压 （40 V）的负载突降保护器，并且所有输出都具有独立的热保护和电流限制，以确保在很长的使用寿命内可靠运行。鉴于其在开发各种 CAN 总线保护器和用于防止静电放电的威廉希尔官方网站 模拟器等方面拥有多年的经验，看到 ST 以市场上最有效的解决方案之一解决这一复杂问题也就不足为奇了。

越简单越好

L5963 最明显的优势在于它减少了为 USB 端口和集线器供电所需的组件数量和所需威廉希尔官方网站 板的尺寸。结果，设计变得更简单、更便宜、更高效和更可靠。例如，由于所有稳压器都有独立的电源引脚，您可以将其中一个开关稳压器连接到电池，将其用作前置稳压器，然后将其输出连接到其他稳压器，将它们用作后置稳压器，这极大地增加了灵活性，无需外部 IC。例如，可以同时为 USB 端口提供 5 V 电压以优化充电，同时 LDO 为集线器提供所需的 3.3 V 电压。

ST 在创建此类解决方案方面具有独特的优势，因为它使用内部开发的称为 BCD8 （Bipolar CMOS DMOS） 的特殊 180 nm 工艺节点，可将模拟、数字和电源威廉希尔官方网站 集成到一个芯片中。此外，它还允许 L5963 将低压 （1 V） 和高压 （40 V） 组件组合在一个屋檐下。该技术使用特定的金属层，以及穿过晶圆的深隔离沟槽（右图中黄色），以确保器件之间没有电流泄漏，并且每个器件都被适当隔离，以减少干扰。

L5963 中的干扰缓解和设计选择

正如我们所见，添加多个开关稳压器具有许多优点，但这种设计的一个不良后果是增加了电磁干扰 （EMI）。使用多个这些稳压器会增加噪音，并可能会影响性能。为了解决这个问题，L5963 包含一个脉宽调制器 （PWM），可确保两个开关稳压器具有180º 的相移，从而通过确保发射不同来降低噪声，因此不会相互叠加。

ST 还包括一个极其灵活的频率管理系统。事实上，开关稳压器可以在250 kHz 的自由运行频率下工作，这将提供惊人的效率，这在高负载下很重要。L5963 还能够连接外部振荡器以将调节器同步到高达 2 MHz 的频率，从而允许使用更小的电感器。缺点是它降低了效率。为了找到正确的折衷方案，也可以让第二个调节器以第一个通道的频率的 1/2、1/4 或 1/8 工作。因此，可用的粒度级别可以为最终设计带来很多优化。

为了帮助工程师开始使用 L5963 进行试验，ST 推出了两款评估板，EVAL-L5963和EVAL-L5963Q，除了主芯片的封装外，它们完全相同。它们已经在主要经销商中提供，可以缩短开发时间，简化实验以及优化操作。

审核编辑：郭婷