轿车工业的电气化正在以不断添加的速度开展，首要驱动力来自于政府公布的关于二氧化碳(CO2)的减排标准。欧盟拟定的方针是到2020年新车排放量仅有95g/km。我国等其它国家也正在拟定类似的法规。为了满意这些标准，轿车制造商正在开发轻型混合动力电动车辆，运用次级高压电池以及标准12V轿车电池。
德国轿车制造商已开端界说并构建依据48V电池的体系。在比传统12V电池更低的电流下，48V电池可供给更多的功率，一起节约线束分量，且不会影响功用。在这种开展进程中，LV148标准已成为双电池轿车体系的首要起点。双电池体系的顶层框图如图1所示。
图1：双电池轿车体系的框图
主张的体系存在哪些应战?怎么战胜妨碍?许多OEM体系要求声明，能量有必要能够从48V轨迹传输到12V轨迹，反之亦然。若电池放电，则需求双向电力传输来为电池充电，并且在过载条件下为相反的电压轨供给额定电力。为了在不损坏电池的情况下对电池充电，操控器有必要能够十分精确地操控充电电流。在大多数轿车运用中，功率传输的最大值不低，一般处于2kW至3kW的规模内。两个轨迹上的电压改动或许很大。依据LV 148标准，48V电源轨一般处于36V和52V之间，而12V电源轨可处在6V至16V的规模内。维护电路还有必要存在，用于或许损坏体系的任何毛病条件。凭仗这些要求，很明显，桥接48V和12V电压轨所需的DC / DC转换器
并非一个简略的规划项目。
能认识48V电源轨和12V电源轨的电压规模不会堆叠那么规划杂乱性就大大降低了。关于从48V电源轨到12V电源轨的电源传输，能够运用降压转换器，而运用升压转换器可完成12V至48V电源轨方向的电源传输。因为千瓦级功率要求，每个转换器应运用同步MOSFET替代续流二极管，以进步体系功率。
降压和升压拓扑在电力电子中是众所周知的，可是规划两个独自的转换器将占用名贵的电路板空间，并添加体系杂乱性和本钱。细心观察这两种拓扑结构能够看出，降压和升压转换器的功率链十分类似。两个拓扑结构由至少两个功率MOSFET、一个电感器和一定量的输出电容组成。拓扑之间的区别是操控器。在降压拓扑中，受控开关是高侧MOSFET;而在升压拓扑中，它是低侧MOSFET。经过简略地改动受控开关，假定您挑选了正确的操控器，可在运用相同的动力传动系部件的一起改动电感器中的电流活动方向。图2所示为从两个转换器处理计划到单个转换器处理计划的演化进程。
图2：单操控器双向转换器的演化进程
尽管同步开关关于高电流规划很有必要，但它并非对一切妨碍物有用。在2kW的功率下，12V电源轨将导通约166A。快速检查这些内容，您会发现，您将需求多相操作来在实际操作中完成这个规划。经过运用多相架构，能够削减组件的物理尺度，并使热办理变得愈加简单。为了更简单地并联每个电源相位，降压或升压形式操作中的操控计划应该是电流形式操控。多相操作还答应每个相位的交织切换。在每个时刻不切换每个相位可削减输出纹波，这又有助于削减电磁搅扰(EMI)。
在一切体系中，您有必要规划用于操作员安全的维护电路。常见的维护功用，如欠压确定(UVLO)和过压维护(OVP)，保证电池不会充电过猛或过度充电。峰值电感器电流约束有助于避免每个电源相承受过大应力，并使电感器饱满。在双电池轿车设置中，还需求断路器来断开48V和12V轨迹之间的任何电衔接。监控电路还能够协助扩展安全功用。例如，在能量传输期间，监督每个通道中的电流能够指示是否或何时产生毛病情况。
数字操控DC / DC转换器是一种或许的处理计划，可是该办法存在几个首要缺陷。首要，需求很多的分立元件：每相的电流检测放大器、功率MOSFET栅极驱动器、维护电路和监控电路。每个元件将占用印刷电路板(PCB)上的名贵空间。第二，需求高端微操控器来完成转换器的电流和电压操控环路。第三，微操控器还在维护电路中引进推迟，这或许在高功率水平下引起灾难性损坏。第四，数字操控的规划周期能够是几年的数量级。您有必要深化了解开关电源和数字操控。话虽这么讲，但还有一些额定的长处。从体系级来看，数字操控能够愈加灵敏，答应操控计划参数和调理电压的动态改动。与其它子体系同享信息可进步整体体系功用。
TI的LM5170-Q1同步双相双向降压/升压操控器处理了许多这些应战。集成电流检测放大器、高电流栅极驱动器和体系维护功用(包含集成断路器和通道电流监控)消除了数字处理计划中所需的许多分立元件。并行堆叠多个操控器可交给千瓦功率，一起经过LM5170-Q1专有的均匀电流形式操控计划优化电流充电电池的操控。阅览博文“挑选双向转换器操控计划”，了解TI的均匀电流形式操控办法与惯例操控计划的比照情况怎么。桥接48V电池和12V电池很杂乱，但若细心考虑各个过程，也是有或许完成的。
