全面剖析如何构建车载充电器

作者：Robert Taylor1

正如我同事Brian 在他博客中提到的那样，如今每个人都有智能手机或平板电脑。它们是收发商务电子邮件、接打个人电话以及跟上时代发展潮流的必备工具，而且总是有新潮的游戏提供，愤怒的小鸟、糖果大爆险以及填字游戏等等。我们的智能手机不仅支持天气预报，而且还可为我们指引方向。所有这些特性与功能可让我们的生活更轻松、更高效。

如果您像我一样，也会为您的设备充电一整宿，以满格电池开始新的一天。但是，由于屏幕尺寸与显示器亮度等耗电元素的原因，现在电池很少能维持到我所需要的使用时长。

解决这一问题的便捷方法是在往返路上给电话充电。车载 DC/DC 充电器不仅正在不断普及，而且也很必要。

DC/DC 充电器有几种不同种类。很多汽车都有内建 USB 端口，其可用来给这些设备充电。此外，配件市场收音机及储存收音机在实现收听设备中存储的音乐的同时，也可带来这种便利性。最后，如果这些选项都没有，还可在配件市场中找到符合附件端口或点烟器要求的充电器。

一般来说，这些设计将汽车电池作为输入。这就意味着正常工作条件下输入电压范围为 6V 至 14V，而瞬态电压则可达 80V 或更高。每端口输出在高达 2.1A 的电流下通常为 5V。这类设计主要有三个组成部分：

输入调节与滤波。输入滤波与调节电路通常用来降低 EMI 和保护下游 DC/DC 转换器。一些平常的转换器选择是 TPS54240 和 TPS40170。这两种 IC 提供宽泛的输入和各种特性，可为工程师简化设计流程。

DC/DC 转换。

USB 充电与保护。保护功能尤为重要。有谁想让自己数百美元的设备毁于故障充电器呢？智能手机或平板电脑的实际电池与充电器都在设备内部。为了充电能够提供最大的充电电流，充电器需要能够进行自我识别。TPS2511 与 TPS254x 器件不仅有助于实现这种识别功能，而且还可提供必要的 USB 保护。

我根据以上理念，创建了两款您可免费使用的 USB DC/DC 充电器设计：PMP7388 与 PMP7390。

如果需要外形与点烟器插座表面齐平的单端口充电器，请使用 PMP7388。

将 TPS54240 与 TPS2511 用于具有集成型高侧 FET 的非同步降压转换器。TPS54240 可处理高达 40V 的输入电压。为针对输入端高浪涌提供保护，使用调节电路将输入电压钳制在 39V。输出不仅能够提供 2.1A 电流，而且还可通过 TPS2511 提供“通用充电”功能。

如果需要双端口充电器，请使用 PMP7390。

将采用外部 FET 设计的 TPS40170 同步降压转换器用于实现高效率与低热耗散。输出不仅能够在 5A 电流下提供 5V 电压，而且还可通过 TPS2511 为每个端口提供“通用充电”功能。

原文请参见： http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2013/09/03/powerlab-notes-how-to-build-a-car-charger.aspx

编辑：jq