汽车信息娱乐系统对电源供电需求的设计原理

汽车信息娱乐系统对电源供电需求的设计原理

　　2.冷车发动(4.5V至超过60V的输入瞬态)：

　　“冷车发动”是汽车发动机在寒冷或冰冻温度下度过一段时间后发生的情况。这时机油变得非常黏稠，需要发动机启动器提供更大的扭转力，而这又需要电池提供更大的电流。这种大电流负载能在启动时将电池/主端总线电压拉低至 4V，之后，电压一般会返回到标称的13.8V。图2用图形表述了在冷车发动时电压随时间变化的情况。问题是，某些子系统在整个冷车发动过程中需要非常恒定的稳定输出。这些应用一般用 3.3V 电压工作，包括发动机控制单元(ECU)以及对汽车安全和可靠工作至关重要的环境和应急系统等。

　　任何直接连接到电池上的开关稳压器都需要规定在3至60V的宽输入电压范围内工作，以确保满足冷车发动和负载突降情况的要求。此外，60V额定值为14V系统提供了极好的裕度，这些系统常常箝位到36V至40V的范围。满足上述要求的器件包括LT3430和LT3431，这两款器件适用于需要高达2.5A 输出电流的应用，以及满足1.25A电流要求的LT1766和LT1767。

　　始终接通系统

　　典型的信息娱乐系统都有需要始终工作的子系统：如GPS接收器、IR系统和系统微处理器。由于汽车点火装置有时是断开的，这些子系统必须直接连接到电池，以低功率模式工作。这要求静态电流最低，而且要求这些子系统能够承受点火装置接通时电池和充电系统的电压变化。再加上汽车中的其他电源系统，因此对电池的要求越来越高了，即使在点火装置断开时也是这样。总体上，需要几百毫安的电源电流来维持始终接通处理器所需的电压，这可能在几周之内就能完全耗尽电池的电量。为了更好地满足这些需求，一些汽车制造商寻求每个“始终接通”DC/DC转换器达到100uA的最大静态电流“目标”。

　　图3：LT3437用于汽车应用的原理图和电源电流

　　不过，直到最近，就转换器而言，高输入电压和低静态电流都是互不相容的参数要求。凌特公司的高压(60V至80V)100uA降压型DC/DC转换器系列是第一种同时满足上述两种要求的器件。这个系列器件的最大输入电压范围为60V至80V，输出电流范围为450mA(LT3437)至2.5A(LT3434)，静态电流都低于100uA。

　　图3是LT3437的原理图和合成电源电流。该器件以4.5V至80V的输入电压可以维持3.3V的稳定输出电压，同时具有超过80%的效率。它采用有引线耐热增强型 TSSOP-16封装或3mm ×3mm 纤巧无引线 DFN 封装。这两种封装都具有非常高的热效率，θJC仅为10℃/W，无需任何外部散热器。LT3437 采用独特的突发模式设计，能够用仅为100uA的电源电流工作，非常适用于始终接通应用。LT3434和LT1976等类似器件也可用于电流较高的应用，如分别适用于输出电流为2.5A和1.25A的应用。