车载电源办理的要求正变得愈加严苛，其要求电源能够作业在更广泛的输入电压规模、更高的电流及更高的温度极值条件下。这些要求将使开关形式电源规划成为干流，因为这种电源规划具有更大的灵活性、更优异的可装备性和更高的散热功率。
开关形式的电源的中心组件是 DC-DC 转化器。今日的车载转化器有必要能够支撑各种运转条件，例如：低压运转（也就是冷发动）和正瞬态生存性 (positive transient survivability)（也就是按捺或未按捺的抛负载状况）。车载子体系的呈现所带来的更高负载需求使得这些数据的规划变得更为杂乱。本文将给规划者供给一个关于车载电源需求的扼要介绍，而且介绍一款由 TI 最近推出的新式 DC-DC 转化器 TPIC74100。
瞬态维护
抛负载
简直一切直接衔接至轿车电池的电子组件和电路都要求维护，以免于遭到按捺、瞬态电压（高达60V）和反向电压状况的危害。关于这些电子电路而言，有必要能够饱尝住电源线路上必定程度的过电压，这也是种常见的要求。关于那些要求任何特别车载电子体系的主电源输入均能够在各种不同瞬态电压状况（包括沟通发电机抛负载）下作业的车载体系来说尤为如此。
因为沟通发电机操控环路封闭的速度不够快，因而，在将电池电压去除去时，其会发生一个高输出电压脉冲。正常状况下，在轿车某个中心方位，这种高能脉冲被操控（或按捺）在一个较低的电压规模内。可是，轿车制造商仍是给其供货商规则了在其电源输入端或许呈现的剩下过电压。这种状况在不同轿车厂商中有所差异，可是轿车的规范峰值大约为 40V，而商务车的规范峰值则大约为 60V。一个典型抛负载脉冲的持续时间为十分之几秒，下图（图 1）显现了该抛负载状况下的典型脉冲。
仪表板运用中的冷发动
车载环境关于电源办理芯片的需求正日益添加。这些需求之一就是需求电源办理 IC 能够在一个宽电压偏移规模内作业，直接衔接至电池的电子体系一般都会有这种电压偏移规模。经过调查该冷发动脉冲，能够描绘出此类瞬态的一个实例。这种状况可发生在冰冷环境下车辆的第一次发动。假如温度足够低（冷却至零摄氏度），那么引擎的油就会变得粘稠，经过要求供给更高的功率（扭矩），这就对马达提出了重负载要求。这样就需求能够供给更高电流的电池。重负载需求能够在该焚烧周期内将电池电压马上下拉至 3V。
咱们所面对的应战是，一些运用有必要在该过程中坚持运转。这些运用并非只限于动力传动系 ECU 或许安全苛求的运用，在一些集群和信息文娱子体系中也相同能够看到这些运用的踪迹。当呈现该状况时，电源办理芯片有必要对输入电压进行升压，以便坚持正确的调理输出电压，从而使这些电子体系能够正确地发挥作用。
可用于升压∕降压转化的拓扑结构包括若干品种：SEPIC（单端初级电感转化器），或一种纯降压∕升压转化器。
SEPIC 转化器
SEPIC 转化器供给了一种降压转化，直到输入电压等于或许降到输出电压电平之下。然后，其将供给升压转化，直到电池电压降至最小容许输入电压的电平。运用 SEPIC 的一个首要坏处是，它需求一个单耦合电感器（变压器）或许两个独自电感器，以及一个耦合电容器，如图 3 所示。
这些电感器和线圈的体积均较大，需求占用更多的 PCB 空间。在那些有必要坚持体积尺度和板级空间的运用中，这种状况就愈加不适宜。
发动降压－升压转化器
车载运用中，关于降压－升压转化器的需求在曩昔的几年中急剧增加。关于那些电压瞬态期间（例如：冷发动）需求持续“存活”的运用而言，这就愈加有利。
该降压－升压转化器是一款典型的 DC-DC 转化器，其具有一个大于或许小于输入电压振幅的输出电压振幅。它是一款开关形式电源，具有同升压转化器和降压转化器相类似的电路拓扑结构。依据开关晶体管的占空比，可是能够对该输出电压进行调理。
这种拓扑结构由一个降压功率级及其两个功率开关组成，这两个开关又经过功率电感被衔接至一个升压功率级及其两个功率开关。这些开关能够以三种不同的运转形式进行操控：降压－升压形式、降压形式和升压形式。运转的特别芯片形式是输入到输出电压比率的函数，一起也是芯片的操控拓扑结构。
TPIC74100-Q1 是一款降压－升压开关形式调理器，其在电源概念下作业，以保证一个带输入电压偏移和规则负载规模的安稳输出电压。
TPIC74100-Q1 具有完好的电压形式操控开关，也是在同步装备中被规划出来的，以取得全体增强功率。借助于一些外部组件（LC 组合），该器材可将输出调理至 5V±3％，以完结一个广泛的输入电压规模，使其能够被许多高输入电压所运用。当 5V 输越轨超出规则容差时，该器材还可供给一种复位功用，用于检测和指示。
TPIC74100-Q1 具有一个频率调制计划，答应体系规划经过在频带上分散频谱噪声（而非在特定频率上到达峰值）来满意 EMC 要求…
5Vg 输出是一种开关 5V 调理输出，其带有内部电流约束功用，以在驱动一个电源线路%&&&&&%性负载时避免“复位”声明 (assert)。这种功用由 5Vg_ENABLE 终端操控。假如该输出（5Vg 输出）上有一个接地短路，那么输出将经过在斩波形式下运转来进行自我维护。可是，在该毛病状况下，这样做就会增高 VOUT 的输出纹波电压。
降压－升压转化
依据输入电压 (Vdriver) 和输出负载条件的不同，该运转形式在降压和升压形式之间进行主动切换。
在正常运转形式中，该体系将会被装备为一个降压转化器。可是，在低输入电压脉冲期间，该器材主动地转化到升压形式运转，以坚持 5V 的电压调理。当该器材正运转于升压形式且处于 5.8V 至 5V 的转化 (crossover) 窗口中时，输出调理或许包括一个高于正常状况的纹波，而且仅坚持一个 3% 的容差。这种纹波和容差取决于负载状况，负载条件越高，功用就越高。
低功耗运转
在一些运用中，例如：传动系和仪表板群，要求低功耗形式运转以使车辆焚烧处于“封闭”时的功耗处于最小。TPIC74100-Q1 具有一个输入 LPM，当其在轻负载（一般小于 30mA）期间被敞开时将运转在 PFM（脉冲频率调制）中。在大多数体系中，许多存储器设备在焚烧处于“封闭”状况时依然需求一些功率来保存数据，一般需求不到 100uA 的电流。为了支撑这种运转形式，总模耗应低于 300uA。TPIC74100-Q1 具有 150uA（典型值）静态电流的低功耗形式。经过开关频率的改变完结调理。
在 PFM 形式下，用于输出负载的削减的负载电流量是不存在的。在这种形式下，转化器功率更低，因为更高的负载电流，输出电压纹波将比 PWM 形式下稍大一些。完结低功耗形式功用，以完结降压形式运转。在升压形式条件下，该器材将会主动进入 PWM 形式。经过敞开低功耗形式，降压和升压之间的转化还有 PWM 形式和 PFM 形式之间的转化将一起进行。
定论
在许多车载运用中，车载瞬态电压是一个将会不断给规划人员带来应战的问题。在许多需求在这些条件下不断坚持运转的车载电源办理体系运用中，或许当电池电压意外地降到要求输出电压电平之下时，降压－升压转化器将起到一个关键作用。TPIC74100-Q1 车载降压/升压转化器将简化车载环境中的规划，而且使规划工程师能够节约外部组件数量和 PCB 空间（其具有功率开关和同步运转集成的特色）。TP%&&&&&%74100-Q1 选用一个具有散热焊盘的 20 引脚 PWP 封装，其规则的作业温度规模为 -40℃～+125℃。
