摘要：在轿车主动启停体系中，起动机作业时12 V体系的铅酸起动电池电压或许降至6.0 V或更低，然后形成轿车电器体系的不安稳作业，乃至或许形成体系的重发动或损坏;使整车的舒适性和牢靠性下降。为了使电器设备在小于6.0 V的供电条件下，坚持首要电路模块的安稳和牢靠作业，本文规划了三种轿车电器设备电源体系计划，提出部分参阅运用实例，有用的处理了轿车电器设备在发动机起动过程中作业电压不安稳的问题。
石油价格不断攀升、全球气候环境不断恶化，愈加突出了轿车产品开发中节能环保技能是当今全球轿车业所面对的严重技能应战。一起，现在城市交通问题已经成为社会重视的焦点问题，堵车时刻也越来越长。堵车时，轿车停在原地，发动机怠速作业，将发生燃油耗费和排放污染。国内外典型市区工况，怠速油耗(怠速时刻)占总油耗(总行车时刻)的份额非常可观。如欧洲城市道路行车工况(ECE)，车辆均匀泊车怠速时刻约占总行车时刻的28%，怠速油耗约占总油耗的17%。
为了操控发动机燃油耗费，许多轿车制造商鄙人一代轿车发动机体系中完成了“主动启停”功用，主动启停功用是：在堵车和等红灯时，发动机能够主动熄火，起步时再焚烧，然后下降发动机怠速空转时刻，削减不必要的燃油耗费，下降排放。
1 发动机发动时电池电压特性
这种体系也给轿车电器设备的电源规划带来了一些共同的工程技能应战，由于在发动机起动时电池电压或许降至6.0 V或更低，如图1所示L点。LDO线性稳压器许多运用于轿车电子操控器，它在作业电流、最小输入输出压差、噪声及封装等方面的改善使其成为添加最多和最快的产品。LDO线性稳压器只要在输入电压大于输出电压必定数值时，体系才具有确保输出安稳的才能。当输入电压减小到某一临界值时，体系失掉对输出电压的调整才能。
别的，典型的电源模块都包含有一个反极性的二极管，用于在轿车搭线发动又意外将搭线接反时维护轿车电路。这个二极管会使电池电压再下降约0.5 V，因而可供下流电路运用的电压只要5.5 V乃至更低。由于许多要害模块(如单片机，CAN模块)依然需求5 V电源供电，因而基本上没有了余量，很难确保电路正常作业。
2 一般轿车电器设备电源模型
传统的轿车电器电源架构如下：
在轿车主动启停体系发动机起动的过程中，上图中的A点电压会低到6 V或更低;在防反接维护电路中有快反二极管，二极管的压降在0.5 V左右，所以B点的电压会低到5.5 V或更低;而LDO的最小输入电压要求是5.5 V;假如小于5.5 V，操控体系得不到安稳的5 V电压，不能正常作业。所以传统的轿车电器设备电源结构不适用于主动启停体系。
3 主动启停体系电源处理计划
3.1 降压型开关稳压电源计划
典型的降压型开关稳压电源如图3所示。
该模块能够完成反压维护、降压和稳压3个重要功用，PWM是该电路完成降压和稳压的要害模块，有两种完成办法：1)分立器材完成，比较器、运放等器材;2)专用开关电源操控集成IC，UC3842、NCV8852等。
该电路长处有：电源功率比LDO高;发热低;输入电压低至5.5 V，电路能够正常作业。可是也有必定的缺陷：集成度低;当电压更低(低于5.5 V)时，体系无法正常作业。
3.2 前预置升压电源计划
前预置升压5 V稳压电源的计划如图4所示。
该计划中选用BOOST升压电路(如图4虚线框中所示)，在车辆起动的过程中电源低于设定值(5.5 V)时，前预置BOOST电路起作用，使OUT1点电压为设定值，该规划值由R1和R2的值来确认。然后使LDO的输入满意输出OUT2(5 V)的要求。别的，要特别留意：OUT1的设定值不该过大，过大会使LDO的功率大大下降，然后下降整个电源的作业功率。该计划中PWM模块一般选用集成电源操控器IC完成，LM3478、NCV8871等是常用的开关电源操控IC;D1是防反二极管，D2是BOOST电路的整流二级管，D1和D2一般选用肖特基二极管，压降约为0.5 V。
从上面的剖析和图4可知：该电源的最小输入电压IN为4 V时，OUT2的输出能够到达5 V。彻底能够满意车辆主动启停操控体系的要求。
3.3 改善型的前预置升压电源计划
改善型的前预置升压5 V稳压电源的计划如图5所示。
该计划中在图4计划的基础上，加入了前预置升压电路的使能操控。在IN的电压大于5.5 V的情况下，OUT1的电压会跟着IN电压的改变;前预置升压电路不需求进步OUT1的电压;在这种情况下，BOOST电路IC还在正常运转，添加体系的功耗。为了下降体系的作业时的能耗丢失，经过操控单元ECU使BOOST电路进入休眠状况，或许经过检测电源的方法使BOOST电路进入休眠状况;大约下降10mA的丢失。经过这种有用的电源管控，然后进步轿车启停操控体系功率，节省能源。NCV88756等是常用的开关电源操控IC。
4 LDO选型及外围电路
以上介绍了各电源计划的拓扑结构，作为LDO的输入处理计划，下面简略介绍下详细LDO的选型及其外围电路。
在挑选LDO时，需求考虑的基本问题包含输入电压规模、预期输出电压、负载电流规模以及其封装的功耗才能。如NCV4275，有输出为3.3 V及5 V线性稳压芯片，依据输入电压规模、输出电压、输出电流及精度挑选。NCV4275相关参数如下：输入电压5.5～45 V，输出电压3.3 V和5.0 V，输出电流：450 mA，输出精度：2%。
负载电流：考虑负载需求的电流量并据此挑选LDO。需求留意的是.额定电流为比方150 mA的LDO或许会在短时刻内供给高出许多的电流。请查验最低输出电流限值标准，或许咨询有关厂商。
封装与功耗：一般来说，封装尺度越小，功耗越小。请留意不要超越封装的最大功耗额定值。功耗能够选用P=(VIN—VOUT)/(IOUT+IQ)进行核算。
输出电容器：典型LDO运用需求添加外部输入和输出电容器。挑选对电容器安稳性方面没有要求的LDO，能够下降尺度与本钱，别的还能够彻底消除这些元件。运用较低ESR的大电容器一般能够全面进步PSRR、噪声以及瞬态功能。陶瓷电容器通常是首选，由于它们价格低并且毛病形式是断路，相比之下钽电容器比较贵重且其毛病形式是短路。为了增强滤波作用，常常会运用大容量的电解电容。
5 定论
文中给出了3种主动启停体系电源处理计划，并针对LDO的挑选做出阐明，可满意轿车电器设备各种工况下的要求。实验证明在发动机起动期间，电池电压低于6 V时，这三种规划计划彻底能够满意在该工况轿车电器设备主控单元的正常作业。
别的，轿车中许多运用了电子体系和半导体器材，比方说晶体管、微处理器和二极管等。其间，5 V稳压电源许多运用于各电路和微处理器中。本文的处理计划除了运用于启停体系，也适用于许多其它的轿车电子体系。
