インテリジェント・ドライビングのためのMPSソリューション
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自動車業界の最新の4つのトレンドは、電動化、インテリジェンス、ネットワーキング、および共有です。これらの開発トレンドの中で、インテリジェンスには高度なオンボードセンサ、コントローラ、アクチュエータが必要です。
高度にインテリジェントなシステムは、より多くのセンサを搭載する傾向があります。そのため、車に搭載されるカメラ / センサの数と種類は日々増加しています。これらには、車体に設置されたカメラ、360°サラウンドビュー、フロントビュー、ストリーミングメディアバックミラーが含まれます。一般的な2つの例は、運転者監視システム (DMS) とキャビン監視システム (CMS) です。DMSは、ダッシュボードに取り付けられたカメラを使用して、ドライバーが気を散らしたり疲れているように見える場合に警告します。CMSは、車両内の温度を追跡し、盗難防止を提供し、車両内の乗員を検出することができます。これらの機能は、エンドユーザーに安全性と利便性の両方を提供します。
電子制御ユニット (ECU) は、通常、長い同軸ケーブルを介してパワーオーバー同軸 (PoC) 機能を使用することにより、カメラの電源として機能します。ECUとカメラの間では、車両のバッテリ電圧の電圧降下に加えて、電源のライン損失が発生する可能性があります。入力電圧の変化に対して一定の出力電圧を維持するために、昇降圧コンバータは、カメラに安定した信頼性の高い電力を供給する優れたソリューションです。これは、DMSなどの安全機能を提供する機能では特に重要です。
従来のカメラと比較して、最新のDMSとCMSには、ドライバーと乗客を追跡できる赤外線 (IR) LEDライトが含まれています。MPSは、昇降圧コンバータと赤外線LEDドライバによるインテリジェントな運転のためのソリューションを提供します。詳細は後述します。
MPQ8875Aを使用した電源ソリューション
MPQ8875Aは、AEC-Q100認定を取得した、コンフィギュラブルな、高集積の同期整流昇降圧コンバータです。このデバイスは、カメラの電源要件を満たすために12Vを出力することができます。電源要件は、通常、車両のバッテリ電圧で9V～16Vです。図1は、MPQ8875Aが4つの低インピーダンスMOSFETをどのように集積しているかを示しています (Q1: 10mΩ、Q2: 25mΩ、Q3: 10mΩ、そしてQ4: 25mΩ)。これらのMOSFETを使用すると、入力電圧 (VIN) がVOUT、より上か下かまたは等しいかに応じて、コンバータが出力電圧 (VOUT) を安定化できます。
図1:MPQ8875Aの4つのMOSFET
MPQ8875Aの超小型QFN-34 (4mm x 5mm) パッケージは、その超高電力密度、最大5Aの出力負荷容量、および優れた効率性能を反映しています。小型であるため、あらゆる車載システム用の汎用部品であり、約98%の効率を誇ります (図3参照)。
図2: MPQ8875A の効率性
VINの2.2Vから36Vという幅広さによって、コールドクランク条件に対応できます。コールドクランクが発生した場合、MPQ8875A は最適な性能を得るために比較的安定した VOUTを維持することができます (図3を参照)。
図3: コールドクランク条件下でのMP8875A
EMI性能に関しては、MPQ8875Aはスイッチング周波数ジッタリング技術を内蔵しています。これらのピンは、EMI性能を向上させる対称コンデンサレイアウト設計を容易にするために、パッケージ上に配置されています。これらの機能は、厳しい自動車規格を満たしています (図4)。
図4: MPQ8875AのEMI性能
EVQ8875A-VE-00Aは、効率、負荷電流、VOUTなどのパラメータをテストすることにより、MPQ8875Aの能力を実証するために設計された、完全にテストおよび組み立てられた評価ボードです (図5を参照)。
図5: EVQ8875A-VE-00Aの評価用ボード
MPQ4425Bを搭載した赤外線LEDドライバ・ソリューション
図6は、パワーMOSFETを内蔵した高周波同期整流降圧LEDドライバであるMPQ4425Bを示しています。この製品は、広い入力電源範囲にわたって優れた負荷およびライン調整を備え、1.5Aの連続出力電流を実現します。その他の機能には、過電流保護 (OCP) 、過熱時遮断 (TSD) 、およびLEDの短絡および切断障害の障害表示が含まれます。
図6: MPQ4425Bの代表的なアプリケーション回路
超小型QFN-13 (2.5mm x 3mm) パッケージは、DMSおよびCMSカメラの赤外線LEDの駆動に適しており、この部品の代替バージョンは、濡れ可能な側面で入手できます (図7を参照)。MPQ4425Bは、車載用LED照明を使用するアプリケーションに最適です。このデバイスは、/FAULTピンを介したLED開回路保護、短絡保護 (SCP) 、過熱保護 (OTP) 、およびフォルトフィードバックをサポートします。
図7: MPQ4425Bの障害表示
結論
この記事では、MPQ8875AとMPQ4425Bが、DMSおよびCMSカメラが赤外線LEDベースのトラッキング機能を向上させながら、安定した信頼性の高い電源を実現するためにどのように役立つかについて説明しました。インテリジェント・ドライビングの要求がより複雑になるにつれて、MPSのパワーマネジメントツールは、安全性、利便性、効率性を重視する最先端の機能を実装する設計者を支援し続けます。
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