导言
作业在轿车范畴的电子工程师迟早会面对“发动测验脉冲”问题。这些测验脉冲说明晰发动机发动过程中的电池压降，一切轿车制作商对此都有其自己的规范。电池上衔接有许多的电子产品电路，因而它们会遭到这一事情的影响。在导航或多媒体体系等一些运用中，人们不期望、乃至无法承受因为输入电压下降而导致的作业中止。在这种情况下，升压转换器大多数安置在电路前面，以便为电子产品供给安稳的输入电压。
在开发过程中，有必要测验前置升压转换器的功用性，才干保证为负载点转换器等后续电子产品完结快速发动以及洁净安稳的输出电压。这类运用的典型解决计划是德州仪器 (TI) 的 TPS43330，其可供给两个同步降压转换器和一个升压转换器。电池电压可直接衔接至升压转换器，而两个降压转换器则衔接至该升压转换器的输出端。
只需电池电压下降至一个可调阈值以下，升压转换器就会发动，为降压转换器供给 7V、10V 或 11V 的稳定电压。
许多制作商都供给测验体系来仿真发动脉冲，但惋惜它们也有必定的“商业”价格。要测验具有不同规范化起动脉冲的、输入功率高达 50W 的轿车电子体系，可运用以下所示低成本小型发动仿真器。
规范
从根本上讲，需求一个高度灵敏的可编程、恣意信号发生器，其可掩盖 2 至 15V的输出电压规模和 50W 的最大输出功率，这些需求可分为三个部分。
关于电源部分而言，降压转换器是正确的挑选，因为无需电流阻隔，并且它一般可为一切非阻隔式拓扑完结最大的稳压带宽。因为输出电压在 2 至 15V 的规模内，因而 24V DC 输入电压便是抱负的电压，在每一个实验室都能找到的规范电源就可供给这样的电压。
要增大降压转换器的输出电压，只需进步占空比，电感器内的电流方向坚持不变即可。假如输出电压有必要极速下降，只下降占空比是不行的，还有必要通过让输出电容器放电来赶快到达所需的最新输出电压。
图 1 对错同步与同步降压转换器的功率级。在非同步拓扑中运用的二极管只允许单向电流流过。假如将该二极管替换为 FET，则在输出电容器上的电压高于新设定值时，降压操控器就会接衔接通该低侧 FET。然后电流流过电感器的方向会发生改动，而输出电容器则可通过将其经由电感器衔接至接地来完结放电。
当然，在占空比可以十分低而输出电流为高的此类运用中，同步降压可供给比非同步计划高得多的功率，因为在非同步计划中，二极管的正向压降可引起高损耗。
要对输出电压完结快速稳压，就有必要禁用操控器的任何‘二极管仿真’或‘电源安全形式’，使转换器一直坚持在接连导通形式下。与断续导通形式比较，这种‘强制 PWM 形式’可添加低负载损耗，但关于该运用而言，没有任何效果。
TI 的 TPS40170 电压形式降压操控器契合一切要求，并且所集成差错放大器的高带宽(典型值为 10 MHz)还可完结输出电压的快速改动。
第二部分的内容包含输出电压的变量及其快速改动。有几种办法可改动作业过程中的输出电压，但或许最快的办法是为数字信号处理器 (DSP) 供电。依据处理器负载调理内核电压，可增强核算功用或下降损耗。这一般由一个动态电压辨认 (VID) 接口完结，如图 3 所示。
通过改动参阅电压或电压(其可与参阅电压进行比较)可改动转换器的输出电压。因为参阅电压大多是固定的，并且不行通过操控器拜访，因而有必要运用第二种办法。
将几款附加电阻器与该分压器的低侧电阻器并联安置，它就可通过小型 FET 进行开关。
在该电路中，添加 8 个附加电阻器和 FET，可在 2V 至 15V 输出电压规模内发生 51mV 的分辨率。
TI 微操控器 MSP430F2274 可用来操控整个体系。三种不同规范的发动脉冲(戴姆勒克莱斯勒发动机起动测验脉冲 DC-10615、群众冷发动测验脉冲以及热发动测验脉冲 VW80000)均在该 MCU 中进行了硬编程，它们既可按单脉冲触发，也可按相同脉冲序列触发，其间推迟可调。此外，该 MCU 还可处理由几个按钮和 LED 组成的用户界面。
固件不只可采用 C 言语进行编程，并且还顾及了谈论杰出的模块化结构。即便没有什么编程经历，让源代码习惯您自己的需求(例如改动脉冲形状)也没有问题。开发环境“Code Composer Studio”可从 ti.com 上免费下载，可用来编程微操控器，并可运用 TI 低成本 MSP430 LaunchPad。
有源反极性维护与触发器输入输出等部分电路外设可使该电路更稳健、更简略易用，以充沛满意实验室日常运用需求。
丈量
有关快速电压改动(群众冷发动测验脉冲)的最要害脉冲如图 4 所示。衔接至输出的是 50W 稳定负载，在测验脉冲开始时，输出电压有必要在 1 ms 内从 11V下降到 3.2V。
通道 2(赤色)是输出电压，而通道 1(黄色)则是输出电流。因为负载是稳定的，因而在电压下降时，电流有必要相应上升。该脉冲下的峰值输出电流是 26A，如图 5 所示。
为了显现该体系的功能，对锯齿波形进行了编程。图 6 中的通道 2(赤色)是在 50W 稳定负载下从 2V 直线上升至 15V 的输出电压。仅仅从 2V 到 15V 的极度电压改动不太完美，但也很不错。
定论
这儿显现的体系已经在日常实验室运用中通过验证，可以高度可靠地完结各项任务。它虽然是一个低成本的小型解决计划，但在用于测验导航与多媒体体系等轿车电子产品的发动输入脉冲时，体现出了优异的功能。
原理图、资料清单、布局以及软件等有关该项意图一切信息已在 ti.com 网站上的 PMP7233 目录下供给。
关于作者
Matthias Ulmann 于 1980 年出生于德国乌尔姆，2006 年结业于乌尔姆大学，获电气工程学位。在电机操控与太阳能逆变器范畴作业数年后(专门从事 IGBT 驱动器作业)，Ulmann 参加了 TI 模仿学院 (Analog Academy) 为期一年的训练项目。自 2010 年以来，他一直在坐落德国弗莱辛的 EMEA 规划服务产品部作业，担任参阅规划工程师，其规划作业包括适用于一切运用范畴的阻隔式及非阻隔式 DC/ DC 转换器。
