多输出电源管理芯片降低车载娱乐系统设计难度

发布时间:2014-12-24 15:29    发布者:designapp
关键词: 车载娱乐系统 , 电源管理 , 安森美 , LV5696

        随着汽车工业的发展,车载娱乐系统已经由最初的收音机演变成今天的车载CD、DVD和导航。车载娱乐系统的功能越来越多,电源管理的复杂程度也越来越高。
车载娱乐系统电源分布框图:



安森美半导体一直专注于车载娱乐系统电源管理的解决方案,LV5696就是专门为车载娱乐系统设计的多通道输出电源管理芯片。
LV5696与传统分离电源管理方案框图:



LV5696以单芯片实现车载娱乐系统的电源管理,与传统的分离方案相比,LV5696电源管理方案系统成本更低,控制逻辑更简单,电路设计更容易。
LV5696集成了1个高边开关和6个线性稳压器:高边开关的输出电流能力为200mA,可以为外部有源天线的供电。SYS输出5V,500mA,可以为USB或者其他设备供电。DSP输出3.3V,800mA,可以为SD卡,CD解码芯片,显示屏驱动以及其他设备供电。ILM输出3V到8V可调,200mA,可以为显示屏和按键背光供电。CD输出8V,1000mA,可以为CD机芯马达驱动供电。AUDIO输出8.5V,300mA,可以为收音和模拟音效处理芯片供电。VDD是待机电源,输出3.3V或者5V可选,200mA,专门为微控制器和CAN收发器供电。极高的集成度是单芯片实现车载娱乐系统的电源管理的必备条件。
另外,整车厂对车载娱乐系统的静态功耗要求越来越高,从之前的3mA降到现在的1mA,有的车厂甚至要求小于300uA,不断向产品设计者发出挑战。LV5696的静态功耗极低,典型值为50uA,完全满足整车厂的要求,设计者不必再为整机静态功耗的问题花费大量的时间去调试,降低产品设计难度,缩短开发周期。
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LV5696使用CTRL1,CTRL2和CTRL3三个脚控制除了VDD以外的所有稳压器以及高边开关的输出状态。当系统处于不同的工作模式时,设计者可以根据需要对输出进行自由的控制。
同时,LV5696还内置了过流,过压和过热等多种保护功能。得益于这些保护功能,不仅可以使产品顺利通过开发过程中的电源注入干扰,过压以及高温等试验,还可以降低产品量产以后在终端用户的不良率,在恶劣的使用条件下,能够保证产品功能的稳定性。
LV5696应用电路:



LV5696的外围应用电路非常的简单,只需要增加一些陶瓷电容和电解电容,就可以保证线性稳压器稳定工作。
(1)输出状态控制逻辑真值表






CTRL1和CTRL2脚通过高低电平分别控制两个稳压器的输出, CTRL3脚通过高、中、低三个电平控制4个稳压器的输出。对于设计者来说,应用起来非常的容易。
推荐CTRL3的应用电路图如下:



当A和B的输入电压都为0时,CTRL3为低电平。
当A和B的输入电压任意一个为0,一个为3.3V时,CTRL3为中间电平。
当A和B的输入电压都为3.3V时,CTRL3为高电平。
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(2)输出状态时序图





LV5696的过压保护典型值为21V,当电源电压高于21V时,芯片自动关闭除了VDD以外的所有输出,当电源电压低于21V时,芯片自动恢复正常工作状态。
(3)Illumination输出电压设置



电压输出的计算公式为Vout = 1.26V * (1 + R1/R2)
例如,想要得到8V的电压输出,根据上面的公式,我们可以得到R1/R2:
8V = 1.26V * (1 + R1/R2)
R1/R2 = 5.349
取常用电阻值为R1 = 330K,R2 = 56K;R1/R2 = 5.357
此时,Vout = 1.26V * (1 + R1/R2) = 1.26V * (1 + 5.357) = 8.010V
背光电压输出可调对于平台化设计的产品有非常重要的意义,设计者不需要因为调整灯光亮度或者更换不同颜色的LED而修改电路设计,只需要更换电阻阻值就可以实现输出电压的调整。
安森美半导体LV5696为车载娱乐系统提供了单芯片的电源管理解决方案,集成6个线性稳压器和一个高边开关,同时凭借芯片自身超低的静态功耗,简易的控制逻辑以及丰富的保护功能,使基于LV5696设计的产品具备更卓越的性能。



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