在过去,汽车信息娱乐系统主要采用5V和3.3V电压的电源进行供电,这是由于汽车系统中现成的12-14V蓄电池可以将电压降至较低水平。而如今,若干的关键因素进一步趋动着车载信息娱乐系统、高级驾驶员辅助系统(ADAS)和集群系统在更低电压下运行的需求。
过去的十年中,移动和计算系统技术领域取得了迅猛的发展,从而使人们能够流畅运行多种音频和视频功能并且获得丰富的体验。逐渐的,消费者也希望能够在其汽车信息娱乐系统中实现同样的内容和功能。此前,汽车制造商往往通过带有蓝牙功能的单点触摸屏来实现这一需求,而如今则开始采用平板电脑大小的多触点显示屏。这种显示屏可支持网络接入、高清多媒体接口(HDMI)和USB接口等多重功能。
将3.3V设备与之前的5V系统进行对接时,主要存在两个方面的问题。一方面,3.3V系统的VOH(输出高电压)无法满足5V系统所需的VIH(输入高电压)阈值,而5V系统的VOL(输出低电压)也无法满足3.3V系统对VIL(输入低电压)的需求。在电压更低的系统中,VOH/VIH和VOL/VIL的不兼容性差异较小,这个问题往往不容易引起重视。设备在起初阶段似乎可以通信,但随后会由于VOL和VI之间的差异过小而停止通信。在类似汽车这样更大的温度范围内,阈值不匹配的问题将会进一步凸显。
要解决这一问题,工程师可以采用德州仪器(TI)汽车级电压电平转换器的全系产品。SN74LVCxxT245-Q1、SN74AVCxxT245-Q1、TXB010x-Q1和TXS010x-Q1系列都是解决电压失配问题的理想选择,系列名称中的“x”表示需转换的位数或通道数。根据不同的输出类型(推、挽或开漏)、负载状况和信号方向,可以选用适当的解决方案来将“电平位移”至所需的电压。
SN74LVCxxT245-Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列非常适合用于连接多台设备或者负载更大的总线。这些设备可提供高达12mA的电流,专门用于驱动高达15pF的负载。同时,这也意味着主处理器需要控制设备的数据流。
TXB010x-Q1系列设备适用于混合电压/混合方向的总线应用。此类设备无需主处理器的干预便可即插即用,成为完全自主的解决方案。不过,由于其电流驱动能力相对较低,因此更加适用于点对点的总线应用。
与TXB010x-Q1系列颇为相似的是,TXS010x-Q1同样无需处理器干预,但其主要针对开漏应用(如:I2C)或会出现外部上拉电压的复位/中断引脚。
下一代的“启停”系统可提供3V以下的电池电压,这将进一步加快向更低电压子系统的迁移。无论对信息娱乐系统、集群系统还是ADAS而言,电压电平转换都是一项不可或缺的重要技术。