適用于汽車?yán)淦饎討?yīng)用的雙開關(guān)降壓/升壓技術(shù)

一般來說，我們采用降壓升壓拓?fù)湫屯負(fù)鋪斫鉀Q汽車應(yīng)用中的寬闊輸入電壓范圍及冷起動需求。本文將詳細(xì)解釋冷起動的要求，并介紹兩種不同的解決方案。其中一種是傳統(tǒng)的SPEIC拓?fù)?，而另一種是較新的多開關(guān)降壓/升壓拓?fù)洹?/p>本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/197895.htm

　　下文將闡述每種方案的優(yōu)劣勢，并且將著重指出雙開關(guān)降壓/升壓拓?fù)湎鄬τ趥鹘y(tǒng)SEPIC拓?fù)涞膬?yōu)勢。此外，本文還會結(jié)合美國國家半導(dǎo)體最新推出的LM5118仿電流模式降壓/升壓控制器來作應(yīng)用說明。

　　冷起動條件

　　起動汽車其實就是通過電力起動馬達驅(qū)動內(nèi)燃機。電力起動馬達消耗動力由汽車電池提供。啟動馬達需要的大負(fù)載將導(dǎo)致電池電壓逐漸下降。對于汽車起動來說，最壞的情況就是冷起動。這種情況發(fā)生在溫度極低的環(huán)境中，低溫環(huán)境會使

一般來說，我們采用降壓升壓拓?fù)湫屯負(fù)鋪斫鉀Q汽車應(yīng)用中的寬闊輸入電壓范圍及冷起動需求。本文將詳細(xì)解釋冷起動的要求，并介紹兩種不同的解決方案。其中一種是傳統(tǒng)的SPEIC拓?fù)?，而另一種是較新的多開關(guān)降壓/升壓拓?fù)洹?/p>

　　下文將闡述每種方案的優(yōu)劣勢，并且將著重指出雙開關(guān)降壓/升壓拓?fù)湎鄬τ趥鹘y(tǒng)SEPIC拓?fù)涞膬?yōu)勢。此外，本文還會結(jié)合美國國家半導(dǎo)體最新推出的LM5118仿電流模式降壓/升壓控制器來作應(yīng)用說明。

　　冷起動條件

　　起動汽車其實就是通過電力起動馬達驅(qū)動內(nèi)燃機。電力起動馬達消耗動力由汽車電池提供。啟動馬達需要的大負(fù)載將導(dǎo)致電池電壓逐漸下降。對于汽車起動來說，最壞的情況就是冷起動。這種情況發(fā)生在溫度極低的環(huán)境中，低溫環(huán)境會使

為了在寬闊的輸入電壓范圍下提供高精確度的輸出電壓調(diào)節(jié)，必須用適當(dāng)?shù)目刂品椒?qū)動兩個開關(guān)MOSFET，以便為降壓與降壓/升壓模式之間提供一個順暢的過度。該控制器可根據(jù)輸入輸出的條件以三種不同的模式運行：

　　1.降壓操作 Vin >Vout：假如Vin 大于Vout一個足夠的份量，調(diào)節(jié)器便會以一個傳統(tǒng)的降壓穩(wěn)壓器形式來運行。在這模式下，降壓轉(zhuǎn)換函數(shù)為Vout/Vin = D，其中D是Q1的占空比，而單純的降壓運行模式可確保得出最優(yōu)的效率及調(diào)節(jié)效果。

　　當(dāng)Vin 相對Vout下降至占空比接近70%時，升壓開關(guān)便會以一個最小的占空比被激活，使調(diào)節(jié)器進入一個軟降壓/升壓模式(圖3a)。

2.降壓/升壓操作 Vin≈Vout：隨著Vin進一步降低至接近Vout，降壓開關(guān)的占空比將會下降，與此同時升壓開關(guān)的占空比則上升。這也使降壓運行模式可以順暢轉(zhuǎn)換到升壓運行模式。
3.降壓/升壓操作 VinVout：隨著Vin進一步下降低于Vout，降壓與升壓開關(guān)的占空比將會相同。其時，轉(zhuǎn)換器會以一個全降壓/升壓模式來運行，而降壓/升壓轉(zhuǎn)換函數(shù)為Vout/Vin = D/(1-D)。其中D是開關(guān)MOSFET的Q1及Q2占空比(圖3b)。

　　配合這種運行模式，輸出電壓便可于Vin接近Vout時繼續(xù)維持穩(wěn)定，原因是期間沒有發(fā)生電壓突變，只是從降壓與升壓模式之間出現(xiàn)一個漸進的轉(zhuǎn)換。

　　仿峰值電流模式控制方案

　　為了確保輸出電壓可在寬闊的輸入電壓范圍下進行調(diào)節(jié)，必須采用PWM電流模式控制方案。原因是電流模式控制可提供固有的線路前饋、逐周期性的電流限制及簡單閉環(huán)補償?shù)忍攸c。