USB充电模块在梅赛德斯奔驰电子级汽车的拆除 - MPQ448x系列的家庭如何简化设计

由朱玉龙撰写
贾真真，《单片电力系统》技术编辑，翻译
由Ariel Potter编辑，市场/技术作家，单片电源系统

我首先在中国梅赛德斯奔驰的新电子班级线上看到了12美元的充电港口设计。一辆车的十二个USB端口吗？这对我来说是一个令人难以置信的壮举，我甚至不知道是可能的。看起来很令人惊讶地知道，即使在汽车中的单个USB充电端口也非常具体，考虑到保护和电压转换功能非常具体和困难。那么你如何设计十二他们吗?

必须非常仔细地设计一般的USB端口。在这种情况下，将所有这些端口放在汽车周围令人棘手。某些端口的位置可以使模块形状不规则，并且具有如此多的端口将增加整体设计的复杂性。USB端口还包括许多功能，例如转换为低电压，握手识别各种移动电话，以及手机保护，这也非常重要地设计进入设计。如果不考虑这些功能，USB电压可能会导致电压输出不稳定并超过移动设备电池的限制。

汽车蓄电池的电压范围在8 - 16V之间摆动，电流很大，负载随时可能被击穿。12V电源总线产生的浪涌电压超过电源电压的几倍。一个大的操作，如电池连接错误或双电压跳起(24V)，会导致USB充电器的供电电压超过限值。

在大多数设计中，DC/DC转换器直接安装在汽车电池上，必须解决瞬态抑制问题。变流器的过电压保护(OVP)功能可以解决过电压问题，但不能处理浪涌保护。反过来，TVS二极管可以执行浪涌保护，但不能延长OVP的时间。理想的情况是将OVP设备和TVS二极管结合起来，但成本和封装将比各自高得多。

那么奔驰是如何在他们的设计中容纳这么多USB端口的呢?为了找到答案，我必须弄到他们的一个USB充电模块。这个特殊的模块被用在了新的e级车型上，其尖端技术体现在12.3英寸的一体化液晶仪表板、大的中央控制屏幕和包含84个led的多光束前灯上。

除了这些先进的功能外，驾驶舱还包含高水平的消费电力。新型电子类前排提供支持QI标准的无线充电表面，而后排配备了特殊的USB充电箱。据我所知，只有E300L或以上模型都配备了这些功能。

所以让我们将这个USB充电模块分开，看看它是如何工作的。

外

内置ABS塑料外壳，内置插件按钮，安装方便。此外，在一个更常见的Type-A接口旁边，还有一个少见的USB Type-C充电接口。

模块背面的输入接口有三个输入端口。

整个USB充电模块楔形和薄，便于插入。这回答了将港口放在汽车中棘手的地方的问题。相当多的想法进入了这个设计。

通过查看规范，可以看到相当简单的配置。

•操作输入电压范围:9 ~ 16V

•输出电压：4.75〜5.25V

•最大电流：3A

内部的

拆卸USB充电模块背面的2颗螺钉，即可看到USB充电模块的内部结构。结构本身并不复杂，PCB只占面积的三分之一。这个设计非常小，几乎不需要任何外部组件——这就回答了模块怎么会这么小的问题。由于机械结构和设计厚度的限制，看起来奔驰不得不选择一个高度集成的解决方案。

PCB使用带有暴露的铜的4层设计进行散热。

PCB是固定的五个塑料点，我可以很容易地切断。

底层中没有太多组件，只是输入滤波器和反极性保护电路。重要的电路由金属盖屏蔽，这对于EMI合规性极为重要。考虑到严格的EMC兼容性需要满足梅赛德斯奔驰的要求，这盾是保护从排放的外部部件的大大帮助。

拆卸金属盖可以看到感应器、电容器和主芯片。

主芯片和电感电路非常简单。

主芯片是MPS的MPQ448x系列的汽车级解决方案，这是应对奔驰设计挑战的天然解决方案。

测试

通过对Type-A接口的充电测试，设备支持多种协议，如Apple 2.4A, Samsung 2A, DCP 1.5A。

iPhone 7加上的实际测试，20％电池电量显示为5.1V输出，1.97A电流，电源高达10W。<

Type-C端口显示4.76V电压，3A电流，功率高达14.3W。测量值匹配3A输出能力。

同时测试Type-C和Type-A端口时，我得到的输出分别是3A和2.4A。输出能力非常大。

芯片的功率密度如此之高，可根据其自身提供26.6W的总功率（14.3W Type-C型12.3W Type-A）。感人的！

总结

在我看来，宝马等奢侈品汽车的工程师，梅赛德斯奔驰和奥迪非常严格地对他们的设计并愿意采用更先进的解决方案。俗话说，你得到了你支付的费用，而在MPQ448X的情况下，你可以为你的大楼得到很多爆炸。

在这些车里，钱通常花在你看不到的地方。拆装式汽车USB充电模块集约度高，简约优雅，同时采用了成熟的双输出设计，主流的Type-A接口和前瞻性的Type-C接口。MPQ448x是一款一次性完成的设备，可以使用最简单的解决方案容纳梅赛德斯-奔驰的大量充电端口。中国的一些国产汽车也配备了许多USB充电端口，但这些模块的设计往往不够完整。他们也可以受益于MPS解决方案!

要了解更多关于MPS USB188足球比分直播新闻充电产品，访问我们的汽车USB充电端口页面。或者我们的汽车解决方案页

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