絕處逢“聲”,汽車緊急呼叫的安全感拉滿!
世界衛生組織(WHO)的數據顯示,全球范圍內因交通事故造成的死亡人數每年都在增加。為進一步降低死亡率,智能交通系統催生了緊急呼叫(即E-Call)功能。緊急呼叫系統用于在發生交通事故時,利用手機和衛星定位功能與最近的救援中心號碼建立電話連接。除了語音連接以外,車載緊急呼叫系統還報告并傳輸事故地點、事故類型以及車輛相關信息。

汽車緊急呼叫系統要具備高效率以及診斷功能,這對音頻系統提出了特殊的要求,例如要求揚聲器具備診斷功能和低功耗。今天,我們就以車規級 D 類音頻放大器 MPQ7795-AEC1 為例,探討如何改進緊急呼叫系統的音頻功能。這款音頻放大器非常適合空間受限的高功率音頻系統,點擊下方可查看產品詳情。
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一、車規級緊急呼叫系統圖 2 顯示了采用 MPQ7795-AEC1 實現的典型緊急呼叫系統簡化功能框圖。

汽車音頻系統中通常有兩種音頻放大器可供選擇:AB 類放大器和 D 類放大器。
AB 類音頻放大器實現起來很簡單,其使用方便且適用于多種汽車音頻系統。這些線性放大器不會產生電磁干擾 (EMI),而且不需要很多外部電子元件。但其效率極低且散熱性能差,因此需要用散熱器和風扇來實現被動(甚至主動)熱管理。這些額外的外部組件讓 AB 類音頻放大器總體而言成本高于D 類音頻放大器。
D 類音頻放大器是一種開關放大器。其功率級始終工作在開關模式下,與 AB 類放大器相比,這最大限度地降低了功耗。此外,D 類音頻放大器是一種高效率開關放大器,它幾乎不需要熱管理。不過,它仍然需要輸出電感和 EMI 濾波器來應對EMI 問題。除卻這一點,D 類音頻放大器因其超高的效率和小尺寸而廣泛應用于汽車緊急呼叫系統。三、高效率及出色的 EMI 性能汽車緊急呼叫系統通常需要較大的功率。MPQ7795-AEC1可充當 D 類放大器的橋接負載 ( BTL ) 結構,它完全可以滿足汽車緊急呼叫系統的功率要求(見圖 3)。

BTL 放大器的輸出信號幅度 ( VOUT_BTL ) 可以與放大器的電源電壓 ( VDD )一樣高。其輸入音頻信號和反饋信號耦合到比較器的反相輸入,從而創建單端電路。
VOUT_BTL 可通過公式 (1) 來計算:
VOUT_BTL = (2D?1) × VDD (1)其中D是占空比。
BTL 放大器的最大輸出功率( POUT_BTL_MAX ) 可通過公式(2)估算:
POUT_BTL_MAX = ( VDD )2 / 2R (2)其中 R 是揚聲器的電阻。緊急呼叫系統的重要功能之一是讓駕駛員盡可能長時間地與緊急服務人員通話,這意味著系統效率要非常高。為提高效率,MPQ7795-AEC1可以將開關頻率 (fSW) 設置為 330kHz、384kHz、470kHz 或者 2.2MHz。在 470kHz 和 2.2MHz 工作頻率下,其效率均超過 90%。圖 4 顯示了 8Ω 揚聲器的效率與輸出功率之間的關系曲線。此外,MPQ7795-AEC1 集成的150mΩ 低導通電阻 (RDS(ON)) MOSFET也可提高效率。

此外,當選擇頻率為 2.2MHz 時,由于外部電感感值較小,PCB 面積也可相應減小。圖 5 顯示了 MPQ7795-AEC1 的超小占板面積。
除了具備高效率和小 PCB 尺寸,MPQ7795-AEC1 還具有出色的 EMI 性能,使用 2m 輸出電纜也可滿足 CISPR 25 Class 5 標準。圖 6 顯示了 CISPR 25 Class 5 傳導 EMI(峰值)測試結果。


為了降低車禍死亡率,擁有可靠的緊急呼叫系統以盡快提供緊急服務至關重要。一旦發生事故,D 類音頻放大器能夠有效促進駕駛員或乘客與緊急服務中心之間的通信。










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