汽车系统的USB供电
USB Type-C 新标准中最令人激动的一个方面是其电力传输部分。
通过 USB 供电，器件可以成功获得更多的电力，从而实现以前无法实现的功能。
手机、平板电脑和笔记本电脑等便携式设备将能够更快地充电。
显示器等高功率设备将能够通过相同的电缆获得电源和数据。
器件和主机的数量仍然相对较少，但正不断增加。
随着 USB Type-C 器件的普及，消费者也希望在家中、移动办公时使用它们，尤其是在汽车上。
汽车系统有一套独特的要求和设计障碍，超出了 USB 供电的要求。
表 1 所示为汽车系统中的典型电压。
表 1 汽车系统中的典型电压
汽车系统将对输入使用保护和 / 或调节，以限制负载的电压。
该电压通常限于高出卡车电压或为电池电压的两倍，但低于 40V。
输入保护功能可使输入电压介于 3-40V 之间。
USB Type-A 器件仅在 5V 条件下工作，因此降压转换器可以创建充电或通信端口。
然而，在起动条件下，USB Type-A 系统不起作用。
过去，这并不是一个很大的问题，因为车辆驾驶员只将车辆起动一次，而且起动只需要很短的时间。
但是随着停止起动怠速的采用，这种中断逐渐成为了一个严重的问题。
想像您坐在车中听着手机播放的音乐，每次车辆起动和停止时，音乐就会中断。
USB 供电允许电压介于 5V-20V 之间，为负载提供适当的电压是一个真正存在的问题。
简单的降压转换器不再能够执行电源转换。
在特定的输入和输出电压范围内，一个简单的升压转换器也不够。
汽车系统设计人员需要一台可以根据工况降压或升压的转换器。
一些拓扑结构符合这些标准，包括单端初级电感转换器（SEPIC）、反激式或非反向降压 - 升压。
非反向降压 - 升压类别还包括双开关或四开关的选项。
图 1 所示为每个拓扑的简化原理图。
图 1 非反向降压 - 升压拓扑结构的简化原理图
这些拓扑中的每一个都包含权衡，如表 2 所列。
表 2 选择非反向降压 - 升压拓扑结构时的权衡
SEPIC 和反激式转换器所具有的性能高度相似；然而，SEPIC 的钳位输入电压和现成的电感使其对汽车应用更具吸引力。
双开关降压 - 升压在功率上受限，其范围与 SEPIC 类似，但对双开关降压 - 升压控制器来说，可用选项很少。
因此，只能将 SEPIC 用于低功耗应用（5-50W），而将四开关降压 - 升压用于高功率应用（30-100W）。
汽车环境中的许多应用可以从 USB 供电中受益，其中包括： ·车辆（5, 9, 15 或 20V）中可达 100W 的充电端口。
·从便携式设备充电和接受数据的信息娱乐端口。
·信息娱乐输出端口——例如，连接到车辆后部监视器并通过同一根电缆提供电源和数据的端口。
·可从汽车提供电源和数据的诊断端口。
USB Type-C 尚未应用于车辆，但很快就会得到应用。
目前还有许多电源障碍需要解决，以确保获得无故障的用户体验。
输入和输出电压的变化使得非反向降压 - 升压电源成为理想的选择。
对于低成本和低功耗解决方案来说，SEPIC 可能是合适的选择。
对功率和效率更高的设计来说，四开关降压 - 升压法可以提供一个非常有吸引力的解决方案。
在汽车环境中通过 USB 供电的应用数量只会增加不会减少，这意味着电源设计的机遇将会更加多元。