我們使用的汽車正在向著綠色節(jié)能、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展，車載電子設(shè)備的計算能力越來越高，作為人機界面的屏幕顯示效果越來越好，內(nèi)容越來越豐富。因為未來汽車那看得見的美好，各種資源都在向著這個領(lǐng)域匯聚，部分造車新勢力的市場價值遠遠超越傳統(tǒng)車企，能夠完全實現(xiàn)自動駕駛的好日子似乎很快就要到了，想起來還是有點讓人期盼的，我就盼著自己還在使用的車子能夠頑強一點，熬到符合我理想的車子出現(xiàn)時再去更換。

車載電子設(shè)備的能力越高，其內(nèi)部資源也越多，耗電必會大幅增加，這對電源管理而言其實是個挑戰(zhàn)。以先進制程打造出來的 CPU、GPU 能以更低的電壓工作，但由于其內(nèi)部資源的增多和運算速度的提高，需要消耗的電流也在大幅增長，再加上這些復(fù)雜器件的內(nèi)部資源并非總是處于平穩(wěn)的工作狀態(tài)，按需啟動的它們在一啟一停之間便把瞬態(tài)的沖擊施加到了電源上，加大了電源穩(wěn)定其輸出的難度，因而要求電源器件在有更大的負(fù)載能力、更高的調(diào)節(jié)精度的同時還要有更低的紋波指標(biāo)和更快的應(yīng)變能力，同時也要有更高的可靠性，能夠耐受各種惡劣環(huán)境的考驗，能夠順利通過嚴(yán)格的車規(guī)認(rèn)證。

RTQ2134-QA 是通過了 AEC-Q100 Grade 1 認(rèn)證的電源管理器件，它的內(nèi)部包含有 4 路可以合并輸出或單獨輸出的同步 Buck 轉(zhuǎn)換器，其中的每一路都具有 5.5A 的電流輸出能力，只需在其內(nèi)部包含的一次性可寫入存儲器里寫入特定的數(shù)據(jù)即可將其配置為 2+2 或 2+1+1 的形式，可分別提供 10A+10A 或 10A+5A+5A 的兩組或三組輸出，而每組輸出的電壓都可通過 I2C 接口進行動態(tài)調(diào)節(jié)以滿足負(fù)載各種運行模式的需求。

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當(dāng)兩路以上的 Buck 合并運行時，合并在一起的各路以不同的相位運行是最合理的安排，這樣可以使輸入、輸出紋波最小化，使整個系統(tǒng)的性能最優(yōu)化，這便是 RTQ2134-QA 采用的多相運行模式，下圖是其規(guī)格書里出示的 Buck1 和 Buck4 兩相運行時的波形圖，在負(fù)載電流為 11A 的情況下，輸出紋波的峰峰值只有幾個 mV。

現(xiàn)今的高性能處理器通常由多個內(nèi)核構(gòu)成，假如是 FPGA 則包含了大量可編程的邏輯單元，各內(nèi)核或根據(jù)功能的需要而劃分為區(qū)塊的邏輯單元僅在有任務(wù)運行需求時才會進入工作狀態(tài)，其他時候則處于待機狀態(tài)，這樣的一進一出對電源轉(zhuǎn)換器來說便是負(fù)載的大幅跳變，必會造成其輸出電壓的下墜或隆起，逼得轉(zhuǎn)換器必須以極快的速度對此進行響應(yīng)，以便能將輸出電壓迅速拉回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)，RTQ2134-QA 解決此問題的辦法是采用 ACOT?（Advanced Constant-On-Time， 改進型固定導(dǎo)通時間）控制架構(gòu)，它能在發(fā)現(xiàn)反饋電壓低于參考電壓時迅速開啟導(dǎo)通時段以實現(xiàn)對輸出端的能量補充，最大時延僅為 100ns。在經(jīng)過固定的導(dǎo)通時間后，如發(fā)現(xiàn)輸出電壓還沒有恢復(fù)則又會在最多 100ns 以后再次進入導(dǎo)通時段，因而可以用最快的速度將輸出電壓修正到預(yù)設(shè)狀態(tài)。

上圖所示的便是 RTQ2134-QA 分別在兩相或單相運行時面對負(fù)載的突然增加的反應(yīng)過程，很顯然是兩相運行時的輸出電壓修復(fù)能力會更強一些。

對于負(fù)載的突然降低，Buck 轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)是盡快結(jié)束上橋開關(guān)的導(dǎo)通時段，RTQ2134-QA 因為采用 ACOT? 控制架構(gòu)而能立即進入這一狀態(tài)，但是暫時失去原有出路的電感儲能仍會因為向輸出電容的轉(zhuǎn)移而造成輸出電壓的隆起，這部分能量需在負(fù)載將其消耗以后輸出電壓才會自然回到穩(wěn)定狀態(tài)。

將兩個以上的 Buck 轉(zhuǎn)換器組合成為多相運行狀態(tài)的目的是提高負(fù)載能力、降低單個轉(zhuǎn)換器所用元件的負(fù)擔(dān)并使整體性能更優(yōu)，但是每個轉(zhuǎn)換器的運行都會造成一定的損耗。為了平衡這樣的矛盾，RTQ2134-QA 在以組合方式運行的兩相轉(zhuǎn)換器中加入了自動增相、減相的功能，能在負(fù)載大于一定水平（3A）時自動進入兩相運行模式，又能在負(fù)載降低到一定水平（2.6A）時自動切換回單相運行模式，盡量把不必要的消耗自動降下來，因而具有低消耗、高供給的能力。為了進一步降低損耗，RTQ2134-QA 還具有用戶可選的輕載節(jié)能模式，這是一種電流不連續(xù)的運行方式，自然會帶來輸出紋波變大的結(jié)果，如果這是不可接受的，用戶可在需要時將其設(shè)定為強制電流連續(xù)模式，這時便可以得到輸出電壓調(diào)節(jié)精度最高的狀態(tài)。

對于需要在運行中改變工作電壓的應(yīng)用，RTQ2134-QA 支持以最高 3.4MHz 的時鐘速度通過其 I2C 接口對其輸出電壓在 0.3V~1.85V 的范圍內(nèi)進行動態(tài)調(diào)節(jié)，也可以通過一個外接的輸入信號對兩個寄存器里設(shè)定的輸出電壓數(shù)據(jù)進行選擇以實現(xiàn)快速的輸出電壓切換，而輸出電壓由一個水平變化到另外一個水平的速度是可以由用戶進行設(shè)定的。

作為一款車用電源管理芯片，RTQ2134-QA 使用了方便進行光電式焊接狀態(tài)檢查的 WET-WQFN-30L 4.5x4（FC） 封裝，其中的 FC 說明其內(nèi)部使用的是晶粒倒裝結(jié)構(gòu)，具有很好的功率耗散能力。其引腳布置是經(jīng)過 FMEA 即失效模式及其影響分析的結(jié)果，可以防范相鄰引腳短路、外部電路故障等可能帶來的惡劣影響，可避免發(fā)生燃燒等嚴(yán)重事故。

RTQ2134-QA 的設(shè)計中也包含了許多故障防范措施如過流保護、欠壓保護、超時保護、軟啟動和過熱保護等，在各種故障發(fā)生時均可以發(fā)出中斷信號的方式向控制系統(tǒng)發(fā)出通知以方便其進行處理，而暫存于寄存器里的數(shù)據(jù)則容許其查詢故障所在，使問題處理過程能夠更直接、更方便。

RTQ2134-QA 的輸入電壓范圍為 3V~6V，用于車機系統(tǒng)時可以利用我們介紹過的 RTQ2965-QA 等高壓 Buck 器件作為電壓預(yù)調(diào)節(jié)器去承接來自車輛電池總線的高壓，高低搭配的結(jié)果是可以帶來最佳的性能和成本效益，也使這些不同的器件能夠各得其所，為人類的幸福生活做出最大的貢獻。
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