如何為 ADAS 處理器提供超過 100 A 電流

本文由 Tanvee Pandya 和 Goeswami Deva Singh 共同著作。

車輛系統電氣化在先進駕駛輔助系統 (ADAS) 中持續發展，其中包含自動駕駛、停車輔助與自適應控制功能的視覺分析。智慧連線、攸關安全的軟體應用程式與神經網路處理都需要更強大的即時運算能力。

若要滿足這些進階需求，需要像 TDA4VH-Q1 這類可支援超過 100 A 電子控制單元 (ECU) 的多核心處理器。但與高功率相關的設計挑戰包含實現更高電流軌的效率、控制滿載下的熱性能與負載瞬態，以及滿足功能安全要求。

提供 ADAS 處理能力

TPS62876-Q1 降壓轉換器協助設計人員處理超過 30 A 電流，運用新興可堆疊性功能來實現為 TDA4VH-Q1 等系統單晶片 (SoC) 供電所需的高電流。此系列以相同封裝提供 15 A 至 30 A 的裝置，並提供可協助實現超過 100A 負載電流的堆疊功能。

堆疊這些裝置不僅能協助下一代 ADAS SoC 核心供電，也可透過減少熱限制並提高效率來提升熱性能。請參閱圖 1。

圖 1：堆疊配置中的兩個 TPS62876-Q1 裝置

堆疊以菊鏈方法運作。主要裝置控制一個補償網路、一個 POWERGOOD 針腳、一個 ENABLE 針腳和一個 I²C 介面。為提供最佳電流共享，您必須將堆疊中所有裝置編程為使用相同額定電流、相同切換頻率和相同電流位準。

堆疊中的主要裝置也會設定輸出電壓並控制其調節。若 SYNCOUT 針腳和接地間有 47-kΩ 電阻器，裝置將以次要裝置運作。若 SYNCOUT 針腳具高阻抗，裝置則會以主要裝置運作。圖 2 顯示在印刷電路板上實作的堆疊配置。

圖 2：三個堆疊 TPS62876-Q1 降壓轉換器的評估模組範例

此降壓轉換器系列的其他功能包括：

• 下垂補償又稱為負載線 (自動電壓定位)。調整額定輸出電壓可依輸出電流 (15 A 至 30 A) 提供更優異的負載瞬態公差，並協助減少輸出電容，實現具最佳成本的高功率密度解決方案。REGISTER 針腳啟用或停用下垂補償 (預設為停用)。
• 遠端感測支援各種具較嚴格輸出電壓需求的 SoC 處理器，可在負載瞬態期間提供更多空餘空間。裝置的遠端感測線路直接與負載點連接，讓您可以準確度 0.8% 設定電壓。
• I²C 介面會監控系統性能，並在溫度與輸出電流超出指定限制時傳送警告。您也可使用動態電壓負載來調整 0.4 V 至 1.675 V 的輸出電壓。若不需要 I²C 功能，您仍可將 SCL 與 SDA 針腳與接地連接以使用相同裝置。

功能安全

功能安全是 ADAS 中很重要的層面，特別是在自動駕駛領域。TPS62876-Q1 降壓轉換器提供符合 TI 功能安全等級憑證，其中包含：

• 工業可靠性標準應用預估的半導體元件功能安全失效率。
• 依裝置主要功能分類的元件故障模式與分配。
• 針腳故障模式分析。

在設計中加入外部監控器可讓您實現汽車安全完整性等級標準。

結論

若要朝美國汽車工程師協會第 2 級等更高自動等級邁進，將需更多運算能力，才能在短時間內提供更高的解析度與快速回應。人工智慧技術等嵌入式功能也增加對電源需求較高的 ADAS SoC 處理器的需要。TPS62876-Q1 系列的可堆疊性協助您實現超過 100 A 的核心電源，以實現更高等級的自動駕駛。

其他資源

• 閱讀技術文章「將缺乏 MLCC 對電源應用的影響降到最低」。
• 下載 TPS6287x-Q1 產品規格表。
• 檢視「TPS62876 降壓轉換器評估模組」使用手冊。
• 參閱 TPS62874-Q1、TPS62875-Q1、TPS62876-Q1 和 TPS62877-Q1 功能安全 FIT 速率、FMD 和針腳 FMA 功能安全資訊。
• 尋找適合您汽車需求的 Arm® 架構處理器。