在過去，汽車信息娛樂系統(tǒng)主要采用5V和3.3V電壓的電源進行供電，這是由于汽車系統(tǒng)中現(xiàn)成的12-14V蓄電池可以將電壓降至較低水平。而如今，若干的關鍵因素進一步趨動著車載信息娛樂系統(tǒng)、高級駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）和集群系統(tǒng)在更低電壓下運行的需求。

 

過去的十年中，移動和計算系統(tǒng)技術領域取得了迅猛的發(fā)展，從而使人們能夠流暢運行多種音頻和視頻功能并且獲得豐富的體驗。逐漸的，消費者也希望能夠在其汽車信息娛樂系統(tǒng)中實現(xiàn)同樣的內(nèi)容和功能。此前，汽車制造商往往通過帶有藍牙功能的單點觸摸屏來實現(xiàn)這一需求，而如今則開始采用平板電腦大小的多觸點顯示屏。這種顯示屏可支持網(wǎng)絡接入、高清多媒體接口（HDMI）和USB接口等多重功能。各自的優(yōu)缺點，希望通過本文的介紹，能夠?qū)Ω魑还こ處熀图夹g人員的設計研發(fā)工作有所幫助。

汽車一級制造商充分利用了為移動和計算技術而建立的電子基礎設施，并將其應用于汽車信息娛樂系統(tǒng)和集群系統(tǒng)中。這些日益復雜的系統(tǒng)采用模塊化設計，使OEM（原始設備制造商）能夠根據(jù)汽車等級選配系統(tǒng)的各項功能。而要最大限度地發(fā)揮這些混合模式電壓系統(tǒng)的功能，則需要使用電壓電平轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)不同子系統(tǒng)的互連。

 

將3.3V設備與之前的5V系統(tǒng)進行對接時，主要存在兩個方面的問題。一方面，3.3V系統(tǒng)的VOH（輸出高電壓）無法滿足5V系統(tǒng)所需的VIH（輸入高電壓）閾值，而5V系統(tǒng)的VOL（輸出低電壓）也無法滿足3.3V系統(tǒng)對VIL（輸入低電壓）的需求。在電壓更低的系統(tǒng)中，VOH/VIH和VOL/VIL的不兼容性差異較小，這個問題往往不容易引起重視。設備在起初階段似乎可以通信，但隨后會由于VOL和VI之間的差異過小而停止通信。在類似汽車這樣更大的溫度范圍內(nèi)，閾值不匹配的問題將會進一步凸顯。

要解決這一問題，工程師可以采用德州儀器（TI）汽車級電壓電平轉(zhuǎn)換器的全系產(chǎn)品。SN74LVCxxT245-Q1、SN74AVCxxT245-Q1、TXB010x-Q1和TXS010x-Q1系列都是解決電壓失配問題的理想選擇，系列名稱中的“x”表示需轉(zhuǎn)換的位數(shù)或通道數(shù)。根據(jù)不同的輸出類型（推、挽或開漏）、負載狀況和信號方向，可以選用適當?shù)慕鉀Q方案來將“電平位移”至所需的電壓。

 

SN74LVCxxT245-Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列非常適合用于連接多臺設備或者負載更大的總線。這些設備可提供高達12mA的電流，專門用于驅(qū)動高達15pF的負載。同時，這也意味著主處理器需要控制設備的數(shù)據(jù)流。

 

TXB010x-Q1系列設備適用于混合電壓/混合方向的總線應用。此類設備無需主處理器的干預便可即插即用，成為完全自主的解決方案。不過，由于其電流驅(qū)動能力相對較低，因此更加適用于點對點的總線應用。

 

與TXB010x-Q1系列頗為相似的是，TXS010x-Q1同樣無需處理器干預，但其主要針對開漏應用（如：I2C）或會出現(xiàn)外部上拉電壓的復位/中斷引腳。

 

下一代的“啟停”系統(tǒng)可提供3V以下的電池電壓，這將進一步加快向更低電壓子系統(tǒng)的遷移。無論對信息娛樂系統(tǒng)、集群系統(tǒng)還是ADAS而言，電壓電平轉(zhuǎn)換都是一項不可或缺的重要技術。