USB Type-C新標準中最令人激動(dòng)的一個(gè)方面是其電力傳輸部分。通過(guò)USB供電，器件可以成功獲得更多的電力，從而實(shí)現以前無(wú)法實(shí)現的功能。手機、平板電腦和筆記本電腦等便攜式設備將能夠更快地充電。顯示器等高功率設備將能夠通過(guò)相同的電纜獲得電源和數據。
器件和主機的數量仍然相對較少，但正不斷增加。隨著(zhù)USB Type-C器件的普及，消費者也希望在家中、移動(dòng)辦公時(shí)使用它們，尤其是在汽車(chē)上。
汽車(chē)系統有一套獨特的要求和設計障礙，超出了USB供電的要求。表1所示為汽車(chē)系統中的典型電壓。
表1 汽車(chē)系統中的典型電壓
汽車(chē)系統將對輸入使用保護和/或調節，以限制負載的電壓。該電壓通常限于高出卡車(chē)電壓或為電池電壓的兩倍，但低于40V。輸入保護功能可使輸入電壓介于3-40V之間。
USB Type-A器件僅在5V條件下工作，因此降壓轉換器可以創(chuàng )建充電或通信端口。然而，在起動(dòng)條件下，USB Type-A系統不起作用。過(guò)去，這并不是一個(gè)很大的問(wèn)題，因為車(chē)輛駕駛員只將車(chē)輛起動(dòng)一次，而且起動(dòng)只需要很短的時(shí)間。但是隨著(zhù)停止起動(dòng)怠速的采用，這種中斷逐漸成為了一個(gè)嚴重的問(wèn)題。想像您坐在車(chē)中聽(tīng)著(zhù)手機播放的音樂(lè )，每次車(chē)輛起動(dòng)和停止時(shí)，音樂(lè )就會(huì )中斷。USB供電允許電壓介于5V-20V之間，為負載提供適當的電壓是一個(gè)真正存在的問(wèn)題。
簡(jiǎn)單的降壓轉換器不再能夠執行電源轉換。在特定的輸入和輸出電壓范圍內，一個(gè)簡(jiǎn)單的升壓轉換器也不夠。汽車(chē)系統設計人員需要一臺可以根據工況降壓或升壓的轉換器。
一些拓撲結構符合這些標準，包括單端初級電感轉換器（SEPIC）、反激式或非反向降壓-升壓。非反向降壓-升壓類(lèi)別還包括雙開(kāi)關(guān)或四開(kāi)關(guān)的選項。圖1所示為每個(gè)拓撲的簡(jiǎn)化原理圖。
圖1 非反向降壓-升壓拓撲結構的簡(jiǎn)化原理圖
這些拓撲中的每一個(gè)都包含權衡，如表2所列。
表2選擇非反向降壓-升壓拓撲結構時(shí)的權衡
SEPIC和反激式轉換器所具有的性能高度相似；然而，SEPIC的鉗位輸入電壓和現成的電感使其對汽車(chē)應用更具吸引力。雙開(kāi)關(guān)降壓-升壓在功率上受限，其范圍與SEPIC類(lèi)似，但對雙開(kāi)關(guān)降壓-升壓控制器來(lái)說(shuō)，可用選項很少。因此，只能將SEPIC用于低功耗應用（5-50W），而將四開(kāi)關(guān)降壓-升壓用于高功率應用（30-100W）。
汽車(chē)環(huán)境中的許多應用可以從USB供電中受益，其中包括：
·車(chē)輛（5, 9, 15或20V）中可達100W的充電端口。
·從便攜式設備充電和接受數據的信息娛樂(lè )端口。
·信息娛樂(lè )輸出端口——例如，連接到車(chē)輛后部監視器并通過(guò)同一根電纜提供電源和數據的端口。
·可從汽車(chē)提供電源和數據的診斷端口。
USB Type-C尚未應用于車(chē)輛，但很快就會(huì )得到應用。目前還有許多電源障礙需要解決，以確保獲得無(wú)故障的用戶(hù)體驗。輸入和輸出電壓的變化使得非反向降壓-升壓電源成為理想的選擇。對于低成本和低功耗解決方案來(lái)說(shuō)，SEPIC可能是合適的選擇。對功率和效率更高的設計來(lái)說(shuō)，四開(kāi)關(guān)降壓-升壓法可以提供一個(gè)非常有吸引力的解決方案。在汽車(chē)環(huán)境中通過(guò)USB 供電的應用數量只會(huì )增加不會(huì )減少，這意味著(zhù)電源設計的機遇將會(huì )更加多元。
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