發布日期：2022-04-28 點擊率：80
隨著汽車制造商使用更多的攝像機和傳感器來實現汽車安全要求，同軸供電(PoC)為尋求降低車身重量的汽車設計師們提供了一個緊湊型解決方案。然而，世上沒有十全十美的東西，該方案在通過同一電纜輸送電力和前后通道信號時可能會出現問題。另外，系統供電所用的汽車電池在冷啟動運行時會產生低至3V的寬電壓偏移，并在鉗位負載突降或其他瞬態條件下達到42V。為了確保諸如高級駕駛輔助系統(ADAS)等重要系統在任何汽車狀況下都可以正常運行，一款設計良好的供電系統是必不可少的。
圖1所示為配備流行的平板顯示器(FPD)鏈路III數字視頻接口的ADAS系統范例。解串器通過同軸電纜發送電力與控制信號，而串行器也通過該電纜發回視頻信號。系統有四個顯著的電源模塊：解串器電源、解串器側發出的攝像機電源、串行器電源和攝像機影像傳感器電源。
圖1：百萬像素攝像機系統方塊圖
百萬像素攝像機系統的最大挑戰就是同軸電纜潛在的壓降。為了確保壓降不會帶來信號完整性問題，需在傳輸PoC前將解串器電壓增至至少9V。一旦將電力輸送至串行器側后，必須將電壓調回串行器和影像傳感器所用工作電壓。
讓我們把這些方塊圖分解開來看。從串行器側開始，尺寸是主要的考量（還有噪聲和電源抑制比[PSRR]），我推薦使用LM53600-Q1降壓轉換器，以及用于串行器電源和影像傳感器電源的LP5912-Q1低壓差穩壓器(LDO)。LM53600-Q1具有3.55V - 36V寬輸入電壓范圍、高達42V的瞬態電壓、23μA靜態電流(IQ)和3mm × 3mm封裝尺寸。另外還推薦使用LP5912-Q1，其在1 kHz頻率下的電源抑制比高達73dB、輸出噪聲為12μVRMS、靜態電流為30μA、封裝尺寸為2mm × 2mm。由于電源紋波和噪聲會直接影響圖像質量，因此，高電源抑制比和低輸出噪聲對攝像機應用至關重要。由于兩個裝置的運行都只需很少的外部組件，因此，實現了總體解決方案尺寸的小型化。
在解串器側，解串器的電源模塊與串行器的電源模塊相似。另外，為了節約材料清單(BOM)成本，建議使用LM53600-Q1和LP5912-Q1。在本例中，不一定要從尺寸著手來節約成本，因此，您可以使用其他解決方案。然而，這些解決方案可能會要求更多的外部組件，提升整體設計成本。為了避免使用額外的組件，您可以訪問TI.com查看其他合適您設計的可能解決方案。
最后，攝像機電源模塊負責通過同軸電纜將電力從解串器輸送至串行器。從這一模塊發出的電力必須增壓至9V并搭配信號路徑。根據DS90UB91x數據表第8.5部分來看，差分輸出電壓|VOD| （DOUT+ 和 DOUT-）僅在269mV和412mV之間。這意味著該模塊的輸出必須足夠空閑，以避免影響信噪比(SNR)。幸運的是，用于確保串行器和解串器匹配50?阻抗的PoC過濾裝置所包含的電感器能夠幫助擋住來自升壓轉換器的高頻紋波。開關頻率越高，衰減越大。針對本應用，我推薦1.2MHz開關頻率的TPS61093-Q1用于增壓調節。如圖2所示，PoC過濾裝置中安裝了約100μH典型值的電感器后，輸出波紋衰減約-57dB，或相當于升壓轉換器發出的原波紋電壓的0.2%。
圖2：PoC電感器波紋衰減
百萬像素攝像機是眾多在汽車行業不可或缺的傳感器之一。隨著汽車使用越來越多的傳感器實現安全和舒適性能，使用設計良好的系統進行同軸電力傳輸能夠節約成本和空間。
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其它資源
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DS90UB91xQ-Q1數據表
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https://e2e.ti.com/blogs_/b/behind_the_wheel/archive/2016/08/26/power-over-coax-a-design-guide-for-automotive-applications
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