利用堆叠同步降压转换器支持大电流的ADAS处理器

车辆系统的电气化在高级驾驶辅助系统 (ADAS) 中不断发展，其中包括自动驾驶视觉分析、停车辅助和自适应控制功能。 智能连接、安全关键软件应用程序和神经网络处理都需要增强的实时计算能力。

作者：Canan Priess，德州仪器 (TI) 汽车产品营销工程师

满足这些高级需求需要 TDA4VH-Q1 等多核处理器，它的功耗超过 100 A。与高功率相关的设计挑战包括实现更高电流轨的效率、控制热性能和负载瞬态相应，并满足功能安全要求。

提供 ADAS 处理能力

TPS62876-Q1 降压转换器可帮助设计人员通过新颖的可堆叠功能实现超过 30A 的电流，该功能可实现为 TDA4VH-Q1 等片上系统 (SoC) 供电所需的高电流。 该系列包括 15 至 30A 范围内的器件，采用同一封装，并且具有可支持超过 100A 负载电流的堆栈功能。

堆叠这些器件不仅有助于为下一代 ADAS SoC 的核心供电，而且还有助于通过减少热限制和提高效率来提高热性能。 

图 1. 堆叠配置中的两个 TPS62876-Q1 器件

堆叠通过使用菊花链方法进行操作。 主器件控制1个补偿网络、1个POWERGOOD引脚、1个ENABLE引脚和1个I2C接口。 为了实现最佳电流共享，必须对堆栈中的所有器件进行编程，以使用相同的额定电流、相同的开关频率和相同的电流水平。

堆栈中的主器件还设置输出电压并控制其调节。 如果 SYNCOUT 引脚和地之间有一个 47kΩ 电阻器，则该器件将作为辅助器件运行。 如果 SYNCOUT 引脚为高阻抗，则该设备作为主设备运行。 图 2 显示了在印刷电路板上实现的堆栈配置。

图 2. 三个堆叠式 TPS62876-Q1 降压转换器的示例评估模块

该降压转换器系列的其他功能包括：

下垂补偿，缩放标称输出电压可根据输出电流（15 至 30A）提供更好的负载瞬态容限，并有助于降低输出电容，从而实现成本优化的高功率密度解决方案。 REGISTER 引脚启用或禁用下垂补偿，默认情况下禁用。

遥感支持更广泛的 SoC 处理器，具有更严格的输出电压要求，可在负载瞬变期间提供更多的余量。 该设备的远程感应线直接连接到负载点，使您能够以 0.8% 的精度设置电压。

I2C 接口监控系统性能，并在温度和输出电流超过指定限制时发送警告。 还可以使用动态电压缩放将输出电压从 0.4V 调整到 1.675V。 如果不需要 I2C 功能，仍然可以通过将 SCL 和 SDA 引脚接地来使用同一设备。

功能安全

功能安全是 ADAS 的一个重要方面，尤其是在自动驾驶方面。 TPS62876-Q1 降压转换器提供 TI 功能安全级别的文档，其中包括：

• 通过应用行业可靠性标准估算的半导体组件的功能安全实时故障率
• 组件故障模式及其基于设备主要功能的分布
• 引脚故障模式分析
• 在您的设计中添加外部监控器使您能够达到汽车安全完整性等级标准

结论

向更高的自主级别迈进将需要更多的算力，以在很短的时间内提供更高的分辨率和快速响应。 人工智能技术等嵌入功能也增加了对更耗电的 ADAS SoC 处理器的需求。TPS62876-Q1 系列的可堆叠性可帮助您实现超过 100A 的核心功率，从而实现更高水平的自动驾驶。