車載USB充電の小型・高効率化：ワンチップ・マルチポートソリューション

車載環境で複数のUSBポートにクリーンな5Vを供給し、スペース、発熱、EMIを最小化するワンチップ設計を紹介

現代の自動車には、ヘッドユニット、グローブボックス、アームレスト、リアシートにUSBポートが装備されています（図1参照）。これらのポートは通常、長いキャプティブケーブル経由でヘッドユニットに接続され、オームの法則による電圧降下、EMI発生、ヘッドユニット充電器の過熱を引き起こします。

既存の車載USBソリューションは、マルチチップパッケージ、非同期レギュレーター、大型外付けコンポーネントに依存することが多く、貴重なPCB面積を消費し、過剰な熱を放散し、スペクトラム拡散EMI抑制を欠いています。これにより、現代の車両で増え続けるポート数に対応できません。

理想的なワンチップソリューション

MAX20037/MAX20038ファミリは、3.5 A車載グレード同期整流降圧コンバーター、USBホストチャージャーエミュレーター、堅牢なUSB保護スイッチを、5 mm × 5 mm、28ピンTQFNパッケージに統合しています。主な特徴：

• 高効率 - 同期整流によりピーク効率90%以上（図3参照）。
• 低ノイズ・低EMI - 固定2.2 MHz PWMにオプションのスペクトラム拡散変調で、排出を規制値以下に抑制。
• 自動ケーブル補償 - 負荷電流検出アンプと設定可能なフィードバックでVSENSPを調整し、キャプティブケーブルの電圧降下を相殺。I²Cまたは外部抵抗で調整可能。
• 広範な負荷サポート - USB準拠デバイス（列挙時最大30 mA、列挙後100 mA/150 mA）と非準拠負荷の両方を処理。
• ESD保護 - MAX20037は外部ESDアレイで最大6 Vデータスイッチ保護、MAX20038は内部で最大18 V保護。

説明用回路図

データライン（HVD-、HVD+、D-、D+）が電力供給前のUSBホスト・クライアントハンドシェイクを処理。統合検出アンプが負荷電流を監視し、ケーブル抵抗に関わらず安定した5 V出力を確保。

スペースと熱の利点

2.2 MHz動作で出力リップルを低減し、より小型の外付けインダクタとフィルターコンポーネントを可能にします。28ピンTQFNパッケージは25 mm²未満のボード面積を占有し、追加機能のための貴重なスペースを解放します。

性能ハイライト

典型的な曲線は、3.5 A出力範囲全体で90%以上の効率を示し、ヘッドユニットの発熱を大幅に削減しシステム信頼性を向上させます。

結論

必要なすべての機能を単一の高電流同期整流ICに統合することで、MAX20037/MAX20038ソリューションは、車両に多数のUSBポートを追加する際の主要課題を解決します：PCB実装面積を削減し、過剰な発熱を排除し、EMIを軽減し、キャプティブケーブル損失を自動補償します。

詳細情報

MAX20037/MAX20038 自動車用ハイカレント降圧コンバーター（USB保護/ホストチャージャーアダプターエミュレーション付き）で、次世代車載USBインフラストラクチャを探求してください。

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