定义、设计和提供汽车启停系统及其优势

前置升压电路中最重要的设计是实现较高的带宽。需要足够的带宽，才能对电池电平的突然变化作出及时响应。这可在不连续电流模式下轻松实现。在不连续模式下，电感器峰值电流非常高，输入电容RMS电流也是如此。这需要极大的输入电容器，会对电路板空间产生不利影响。要避免这个问题，升压电路应该为连续电流模式，但这会在环路中创建右半平面零点（RHPZ）。RHPZ会对电路带宽产生不利影响。需要在高峰值电流与RHPZ之间进行权衡。

升降压解决方案可将上述两个电路级整合在一个稳压器中（图5）。

图5：使用升降压产品实现启动补偿

在降压模式下，晶体管Q1的占空比可设定电压VOUT.晶体管Q1的占空比可在10%至99%之间变化，主要取决于输入电压。如果峰值电感器电流超过了设定的阀值，Q2就会在这个周期内开启（同步整流器）。否则，该电流会再次流经作为续流二极管的Q2（异步整流器）。

同步或异步模式的检查需要按每个周期逐步完成。要避免在Q1与Q2之间出现交叉传导电流，在关闭Q1和打开Q2（或相反）时应引入固有延迟。在降压模式下，晶体管Q3不需要，可关闭。可打开晶体管Q4，以降低功耗。

这种配置可实现最佳性能，而且在任何模式下，VOUT都可在3%的容差内稳压（图6）。

图6：使用TPIC74100-Q1实现升降压的简化实施方案

第三种方法是使用降压转换器为整个系统实现低电压，例如3.3V（图7）。此外，它还可为一个小型升压转换器供电，从而可为几个仍然需要较高电压的功能提供电源。

图7：使用一个降压及一个升压电路的启动补偿

在大多数情况下，大部分系统都需要3.3V或更低的电源电压。处理器通常支持1V电源，存储器支持1.35V、1.5V或1.8V，IO电压大多为3.3V或1.8V.在绝大多数应用中，只有少数几种情况需要更高电压，通常是CAN接口和一些传感器。只要最小启动电压支持足够裕量，能让降压电路提供3.3V（在某些系统中甚至更低）电压，这就是一种简洁的方法，因为只有少量需要电压高于降压输出的组件需要进行升压。现在，相关组件可以更小、更便宜。该限制显然是最小启动电压。

图8是使用TPS65310A-Q1的简化实施电路，其允许低至4V的输入电压提供3.8V的临时电压。例如，CAN收发器的5V电压由升压器提供。

图8：使用TPS65310A-Q1的简化实施方案：降压电路后接升压电路

表1：三种系统的优缺点

结论

总之，启停是一项优异的节油特性，比混合动力或纯电动汽车简单易行。因此，启停技术的使用越来越广泛。事实上下一步发展已经明确：带巡航模式的启停系统，即当汽车静止不动以及制动和油门踏板都未踩下时将发动机关闭。例如，在下缓坡行驶时，启停系统预计将会再节省10%的燃油，减少相应等级的排放。