USB 端口現在是任何汽車內部不可或缺的一部分，L5963穩壓器通過實現更小、更高效的設計，同時防止干擾發揮著巨大的作用。今天，USB 控制器管理用于為設備充電的端口，并處理進出信息娛樂單元的數據傳輸。畢竟，隨著汽車集成的系統越來越像 PC，并且與移動設備的連接性至關重要，多個 USB 端口和集線器的存在不再是一種選擇，而是一種必備功能。

L5963：復雜問題的簡單解決方案

L5963 如何為 USB 端口和集線器供電

然而，汽車固有的限制使得為 USB 端口供電成為一項挑戰。由于能量來自電池，系統必須處理高電流波動和電壓尖峰。它還必須能夠承受非常惡劣和廣泛不同的環境，并將電磁干擾降至最低。因此，為 USB 端口和集線器供電需要來自多家供應商的大量不同組件，除非您使用 L5963。

L5963 的美妙之處在于它能夠處理所有這些復雜性，并提供一個單一封裝的設備 來處理所有事情，從電流離開電池到到達 USB 端口或集線器的時間。它包括兩個帶內部電源開關的降壓同步開關穩壓器、一個高邊驅動器 （HSD） 和一個低壓差 （LDO） 線性穩壓器。

L5963 還包括一個可編程電池欠壓檢測器、一個用于防止瞬態電壓 （40 V）的負載突降保護器，并且所有輸出都具有獨立的熱保護和電流限制，以確保在很長的使用壽命內可靠運行。鑒于其在開發各種 CAN 總線保護器和用于防止靜電放電的電路模擬器等方面擁有多年的經驗，看到 ST 以市場上最有效的解決方案之一解決這一復雜問題也就不足為奇了。

越簡單越好

L5963 最明顯的優勢在于它減少了為 USB 端口和集線器供電所需的組件數量和所需電路板的尺寸。結果，設計變得更簡單、更便宜、更高效和更可靠。例如，由于所有穩壓器都有獨立的電源引腳，您可以將其中一個開關穩壓器連接到電池，將其用作前置穩壓器，然后將其輸出連接到其他穩壓器，將它們用作后置穩壓器，這極大地增加了靈活性，無需外部 IC。例如，可以同時為 USB 端口提供 5 V 電壓以優化充電，同時 LDO 為集線器提供所需的 3.3 V 電壓。

ST 在創建此類解決方案方面具有獨特的優勢，因為它使用內部開發的稱為 BCD8 （Bipolar CMOS DMOS） 的特殊 180 nm 工藝節點，可將模擬、數字和電源電路集成到一個芯片中。此外，它還允許 L5963 將低壓 （1 V） 和高壓 （40 V） 組件組合在一個屋檐下。該技術使用特定的金屬層，以及穿過晶圓的深隔離溝槽（右圖中黃色），以確保器件之間沒有電流泄漏，并且每個器件都被適當隔離，以減少干擾。

L5963 中的干擾緩解和設計選擇

正如我們所見，添加多個開關穩壓器具有許多優點，但這種設計的一個不良后果是增加了電磁干擾 （EMI）。使用多個這些穩壓器會增加噪音，并可能會影響性能。為了解決這個問題，L5963 包含一個脈寬調制器 （PWM），可確保兩個開關穩壓器具有180o 的相移，從而通過確保發射不同來降低噪聲，因此不會相互疊加。

ST 還包括一個極其靈活的頻率管理系統。事實上，開關穩壓器可以在250 kHz 的自由運行頻率下工作，這將提供驚人的效率，這在高負載下很重要。L5963 還能夠連接外部振蕩器以將調節器同步到高達 2 MHz 的頻率，從而允許使用更小的電感器。缺點是它降低了效率。為了找到正確的折衷方案，也可以讓第二個調節器以第一個通道的頻率的 1/2、1/4 或 1/8 工作。因此，可用的粒度級別可以為最終設計帶來很多優化。

為了幫助工程師開始使用 L5963 進行試驗，ST 推出了兩款評估板，EVAL-L5963和EVAL-L5963Q，除了主芯片的封裝外，它們完全相同。它們已經在主要經銷商中提供，可以縮短開發時間，簡化實驗以及優化操作。

審核編輯：郭婷