车载电源设计挑战

图4：TPIC74100 纵览

这种降压∕升压开关模式调节器集成了电压模式控制开关。其也是在同步配置中被设计出来的，以获得增强的总体效率。借助于一些外部组件（LC 组合），该器件可将输出调节至 5V±3%，以实现一个宽输入电压范围，使其可以被用于许多高输入电压应用。当 5V 输出轨超出规定容差时，这种器件同时还提供一种用于检测和指示的复位功能。通过使用 REST 引脚 (terminal) 上的一款外部计时电容可以对该复位延迟进行编程。

TPIC74100 拥有一个频率调制方案，其允许系统设计通过在频带上扩散频谱噪声（而非在特定频率上达到峰值）来满足 EMC 要求。

5Vg 输出是一种开关 5V 调节输出，其具有内部电流限制功能，以在驱动一个电源线路电容性负载时防止出现 “复位”坚持 (assert)。这种功能由5Vg_ENABLE 引脚控制。如果该输出（5Vg 输出）上有一个接地短路，那么输出通过在斩波模式下运行进行自我保护。但是，在该故障状态下，这样做就会增高 VOUT 的输出纹波电压。

降压∕升压转换

根据输入电压 (Vdriver) 和输出负载条件，该运行模式自动在降压和升压模式之间进行转换。

在正常运行模式中，该系统将会被配置为一个降压转换器。但是，在低输入电压脉冲期间，该器件自动地转换到升压模式运行，以维持 5V 的电压调节。当输入电压 (Vdrive) 介于 5.8V 和 5V 之间并且取决于负载条件的时候，就会发生这种升压模式的转换。

当该器件正运行于升压模式且 V(driver) 处于 5.8V 至 5V 的转换窗口中时，输出调节可能包含一个高于正常情况的纹波，并且仅维持一个 3% 的容差。这种纹波和容差取决于负载情况，负载条件越高，性能就越高。

图5：降压∕升压结构

低功耗运行

在一些车载应用中，例如：传动系和仪表板群，要求低功耗模式运行以实现在车辆点火处于“关闭”期间最小化功耗。降压∕升压开关模式调节器拥有一个输入 LPM，其在轻负载期间被启用时将以脉冲频率调制 (PFM) 模式运行，此状态下电流通常不到 30mA。在大多数系统中，许多存储器设备均要求在点火处于“关闭”状态时仍然需要一些功率来保留数据。这通常需要不到 100uA的电流。降压∕升压开关模式调节器拥有 150uA（典型值）静态电流的低功耗模式。通过开关频率的变化完成调节。

在 PFM 模式下，不存在用于输出负载的降低的负载电流。这种模式下，转换器效率更低，由于更高的负载电流，输出电压纹波将比 PFM 模式下稍大一些。实施低功耗模式功能，以实现降压模式运行。在升压模式条件下，该器件将会自动地进入 PWM 模式。通过启用低功耗模式，降压和升压之间的转换与 PWM 模式和 PFM 模式之间的转换同时进行。

结论

在许多车载应用中，车载瞬态电压是一个将会不断带来挑战的问题。在许多需要在这些状态期间持续保持运行的车载电源管理系统中，或当电池电压意外地降到要求输出电压电平之下时，降压∕升压转换器将起到一个关键作用。TPIC74100-Q1 车载降压∕升压转换器将简化车载环境中的设计，并且使设计工程师可以节省外部组件和 PCB 空间，且具有功率开关和同步运行集成的特点。TPIC74100-Q1 采用一个带散热板的 20 引脚 PWP 封装，其规定的温度范围为-40°C～+125°C。