自動(dòng)駕駛在汽車領(lǐng)域的發(fā)展如火如荼，但截至目前，商用級(jí)自動(dòng)駕駛?cè)酝Ａ粼?L2/L3 級(jí)別。作為實(shí)現(xiàn)更高自動(dòng)駕駛水平的解決方案，汽車雷達(dá)技術(shù)正迎來其高光時(shí)刻。在這些雷達(dá)技術(shù)當(dāng)中，毫米波雷達(dá)因具備精準(zhǔn)的感知能力而成為汽車自主做出智能判斷與決策的制勝法寶。

毫米波雷達(dá)

77GHz毫米波雷達(dá)具有抗干擾能力強(qiáng)、精度高、體積小、算法靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，適用于遠(yuǎn)距離、近距離、360°環(huán)視等多種應(yīng)用場景。毫米波雷達(dá)比超聲波雷達(dá)靈敏，而成本則與激光雷達(dá)不相上下，因此已成為汽車?yán)走_(dá)市場的發(fā)展方向。

隨著自動(dòng)駕駛對(duì)行業(yè)發(fā)展的持續(xù)推動(dòng)，汽車?yán)走_(dá)市場的需求也相應(yīng)激增。車載毫米波雷達(dá)技術(shù)預(yù)計(jì)將成為該市場的主要催化劑。

優(yōu)化的性能

穩(wěn)定、可靠、高性能的電源解決方案將助力毫米波雷達(dá)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的探測性能。作為專注于電源解決方案的領(lǐng)先半導(dǎo)體制造商，MPS 與 CMOS 工藝毫米波雷達(dá)芯片制造商加特蘭微電子（Calterah）公司通力合作，為毫米波雷達(dá)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

圖 1 顯示了適用于 Calterah Alps 系列汽車 77/79GHz 毫米波雷達(dá)的分立式電源解決方案。該解決方案采用 MPQ4420A-AEC1, MPQ2166A-AEC1, 和 MP2171-AEC1 實(shí)現(xiàn)。

圖1: MPS 為Calterah開發(fā)的分立式電源解決方案

下文將詳細(xì)介紹該分立式電源解決方案的兩個(gè)功率級(jí)。

第一功率級(jí)

MPQ4420A-AEC1 是一款通過 AEC-Q100 認(rèn)證的同步降壓變換器，具有4V 至 36V連續(xù)工作輸入電壓 (VIN) 范圍。 MPQ4420A-AEC1 提供以下功能特性：

支持高達(dá) 36V 的瞬態(tài)輸入電壓，可承受其他車載功能引起的電池電壓尖峰

支持高達(dá) 95% 的占空比，在電池電壓較低時(shí)，可確保冷啟動(dòng)條件下的穩(wěn)定輸出

采用 TSOT23-8 (3mmx3mm) 封裝以節(jié)省電路板空間

在12V 輸入和 5V 輸出轉(zhuǎn)換效率超過 95%的情況下，提供 2A 輸出電流 (IOUT)

此外，MPQ4420A-AEC1還支持峰值電流控制模式、快速環(huán)路響應(yīng)以及出色的動(dòng)態(tài)性能，其負(fù)載調(diào)整率低至±0.2%，可確保后級(jí)電路和電源的可靠性。該器件還提供輸入欠壓保護(hù) (UVP)、輸出過流保護(hù) (OCP) 和過溫保護(hù) (OTP)。這些強(qiáng)大的保護(hù)功能為整個(gè)毫米波雷達(dá)系統(tǒng)增加了更高級(jí)別的安全保障。

圖 2 顯示了 MPQ4420A-AEC1 的典型應(yīng)用電路。

圖2: MPQ4420A-AEC1典型應(yīng)用電路

模塊

從冷啟動(dòng)到負(fù)載突降：線上研討會(huì)點(diǎn)播 - 汽車瞬態(tài)入門

了解汽車瞬態(tài)與您的設(shè)計(jì)

文章

第二功率級(jí)

與 MPQ4420A-AEC1 類似，MPQ2166A-AEC1 和 MP2171-AEC1 也是符合 AEC-Q100 認(rèn)證的汽車級(jí)同步降壓變換器。

MPQ2166A-AEC1 是一款單輸入、雙輸出同步變換器。其兩路輸出電壓錯(cuò)相180°，可以降低輸入電壓紋波，并減少所需的輸入電容數(shù)量。

根據(jù)實(shí)際需求，兩路輸出電流可靈活配置為2A/2A或3A/1A。其工作頻率由外部電阻設(shè)置，最大開關(guān)頻率 (fSW) 為 3MHz。超高 fSW 使得采用物理尺寸更小的功率電感成為可能，從而減小了整體電路板的布局面積。

在輕載條件下，MPQ2166A-AEC1支持高級(jí)異步調(diào)制（AAM）模式和強(qiáng)制連續(xù)導(dǎo)通模式（FCCM），其峰值轉(zhuǎn)換效率超過90%。

汽車平臺(tái)對(duì)功率芯片的轉(zhuǎn)換效率和靜態(tài)功耗有嚴(yán)格的要求。MPQ2166A-AEC1 支持 65μA 的靜態(tài)電流以滿足這些要求，超低靜態(tài)功耗使其成為汽車應(yīng)用環(huán)境的理想選擇。

MPQ2166A-AEC1還具有以下功能特性：

支持 2.7V 至 6V VIN 范圍和100% 占空比工作，可同時(shí)為 1V1 和 1V5 毫米波雷達(dá)通道供電

峰值電流控制，具有出色的動(dòng)態(tài)性能，可助力毫米波雷達(dá)穩(wěn)定地運(yùn)行

提供強(qiáng)大的保護(hù)功能以提高系統(tǒng)可靠性，例如OCP、OTP 和 SCP

采用 QFN-18 (2.5mmx3.5mm) 封裝

圖 3 顯示了 MPQ2166A-AEC1 的典型應(yīng)用電路。

圖3: MPQ2166A-AEC1典型應(yīng)用電路

MP2171-AEC1 是一款集成功率 MOSFET的降壓開關(guān)模式變換器。它采用 TSOT23-8 (3mmx3mm)封裝。該器件具備以下功能特性：

支持 2.5V 至 5.5V VIN 范圍和 100% 占空比操作，可為 3V3 毫米波雷達(dá)通道供電

支持高達(dá)1A的 IOUT，默認(rèn) fSW為2.6MHz，峰值轉(zhuǎn)換效率超過90%

采用恒定導(dǎo)通時(shí)間 (COT) 控制以實(shí)現(xiàn)快速環(huán)路響應(yīng)和出色的動(dòng)態(tài)性能

提供OCP、OTP 和SCP 等保護(hù)功能

圖 4 顯示了 MP2171-AEC1 的典型應(yīng)用電路。

圖4: MP2171-AEC1典型應(yīng)用電路

結(jié)語

在汽車?yán)走_(dá)技術(shù)中，毫米波雷達(dá)因其強(qiáng)大的探測性能推動(dòng)了自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)步。本文回顧了采用 Calterah Alps 系列和 MPS的 MPQ4420A-AEC1, MPQ2166A-AEC1 和 MP2171-AEC1共同構(gòu)建的分立式電源解決方案。作為一家前瞻性的電源制造商，MPS 始終致力于為各種應(yīng)用開發(fā)創(chuàng)新的電源解決方案。

審核編輯：彭菁