節(jié)省汽車燃料的有效途徑：“啟動(dòng)/停止”系統(tǒng)

　　許多汽車制造商設(shè)計(jì)了一種節(jié)省汽車燃料的巧妙方法，就是運(yùn)用了被稱為“啟動(dòng)/停止”系統(tǒng)的新概念。該系統(tǒng)在汽車處于停頓狀態(tài)或空檔位置時(shí)將自動(dòng)關(guān)閉引擎，并在駕駛者再次踩壓離合器踏板時(shí)立即重新起動(dòng)引擎。

　　自動(dòng)啟動(dòng)/停止功能可在汽車每次完全停穩(wěn)時(shí)關(guān)閉引擎，并自動(dòng)重新發(fā)動(dòng)引擎，因而有助于減少燃料消耗及尾氣排放。與未裝備此類系統(tǒng)的汽車相比，在城市交通環(huán)境中其耗油量的節(jié)省幅度可高達(dá)8%。還有一個(gè)額外的好處就是能夠降低其二氧化碳排放量。

　　原理很簡單：如果引擎不運(yùn)轉(zhuǎn)，就不會(huì)消耗燃料。當(dāng)不需要引擎工作時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)/停止系統(tǒng)功能將自動(dòng)關(guān)閉引擎。在交通擁堵或者甚至在走走停停的交通狀況下，只需將汽車置于空檔位置并把腳從離合器上移開就將啟動(dòng)此項(xiàng)功能。信息顯示器上的一條“啟動(dòng)/停止”消息將表示“引擎已被關(guān)閉”。如欲重新發(fā)動(dòng)引擎，則踩下離合器、掛檔，汽車將馬上快速恢復(fù)工作狀態(tài)，即刻就能繼續(xù)行駛。

　　自動(dòng)啟動(dòng)/停止功能并不會(huì)影響駕駛的舒適性和安全性。比如，在引擎達(dá)到某個(gè)理想的運(yùn)行溫度之前，該功能不會(huì)被啟動(dòng)。這一原則同樣適用于以下情形：空調(diào)尚未將車廂調(diào)節(jié)至期望的溫度、電池尚未充足電或駕駛者轉(zhuǎn)動(dòng)了方向盤。

　　自動(dòng)啟動(dòng)/停止功能由一個(gè)監(jiān)視來自所有相關(guān)傳感器之?dāng)?shù)據(jù)的中央控制單元負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)，包括起動(dòng)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。出于舒適性或安全性的需要，該控制單元還可自動(dòng)重新發(fā)動(dòng)引擎。例如：倘若車輛開始行駛、電池電荷量降至過低的水平或擋風(fēng)玻璃上形成了冷凝水。此外，大多數(shù)系統(tǒng)還能夠區(qū)別出短暫停頓與旅程終止之間的差別。如果駕駛者的座椅安全帶松開、或者車門或后備箱敞開，則該系統(tǒng)不會(huì)重新發(fā)動(dòng)引擎。假如有必要的話，撳壓一個(gè)按鈕就可以完全撤消自動(dòng)啟動(dòng)/停止功能。

　　然而，當(dāng)引擎重新發(fā)動(dòng)且某個(gè)信息娛樂系統(tǒng)處于開啟狀態(tài)或存在任何其他需要5V以上電壓的電子設(shè)備時(shí)，12V電池有可能5V以下，從而導(dǎo)致此類系統(tǒng)復(fù)位。有些信息娛樂系統(tǒng)采用一個(gè)5V和8.5V的工作輸入電壓，而此電壓是由一個(gè)依靠汽車電池工作的降壓型轉(zhuǎn)換器饋送的。如果在引擎重新起動(dòng)期間輸入電壓降至5V以下，則這些系統(tǒng)將在DC/DC轉(zhuǎn)換器僅能對(duì)輸入電壓進(jìn)行降壓操作的時(shí)候復(fù)位。顯然，如果在觀看視頻或聆聽CD的過程中，每次汽車重新起動(dòng)時(shí)這些視聽系統(tǒng)就自動(dòng)復(fù)位，將是用戶無法接受的。

　　一款新型解決方案

　　幸運(yùn)的是，凌力爾特公司推出了一款三路輸出DC/DC控制器LTC3859A，該器件將一個(gè)同步升壓型控制器和兩個(gè)同步降壓型控制器集成在單個(gè)封裝之中。同步升壓型轉(zhuǎn)換器輸出向降壓型轉(zhuǎn)換器饋電以保持一個(gè)足夠高的電壓，從而避免那些需要4V以上工作電壓的電子系統(tǒng)在引擎重新起動(dòng)的過程中發(fā)生復(fù)位。此外，當(dāng)從汽車電池至升壓型轉(zhuǎn)換器的輸入電壓高于其編程輸出電壓時(shí)，它將在100%的占空比條件下運(yùn)行，并簡單地將輸入電壓直接傳送至降壓型轉(zhuǎn)換器，從而最大限度地降低了功率損失。圖1示出了LTC3859A的原理圖，當(dāng)電池電壓降至10V以下時(shí)，由同步升壓型轉(zhuǎn)換器向同步降壓型轉(zhuǎn)換器提供10V電壓。除了為兩個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器供電之外 ( 本例為5V/5A 和8.5V/3A)，升壓型轉(zhuǎn)換器還可被用作“第三輸出”，能夠提供一個(gè)額外的2A輸出。

圖1：典型的LTC3859A啟動(dòng)/停止應(yīng)用電路原理圖

　　LTC3859A是采用全N溝道MOSFET的低靜態(tài)電流、電流模式控制、三路輸出同步DC/DC控制器，啟動(dòng)時(shí)，LTC3859A在4.5V至38V的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并在啟動(dòng)后保持工作直到低至2.5V為止。兩個(gè)降壓型控制器(通道1和2) 180°異相運(yùn)作，并能產(chǎn)生0.8V至24V的輸出電壓，非常適合給導(dǎo)航、信息娛樂系統(tǒng)、處理器和存儲(chǔ)器供電。升壓型控制器(通道3)與通道1同相運(yùn)行，且能產(chǎn)生高達(dá)60V的輸出電壓。用于每個(gè)通道的強(qiáng)大的1.1Ω內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)器最大限度地降低了MOSFET開關(guān)損耗。工作頻率可以設(shè)置在50kHz至900kHz的范圍內(nèi)，或者利用內(nèi)部鎖相環(huán)同步至一個(gè)頻率范圍為75kHz至850kHz的外部時(shí)鐘。LTC3859A不同于LTC3859之處是其在INTVCC引腳上布設(shè)了一個(gè)內(nèi)部箝位電路。該箝位電路提供了一種故障安全方式，可在用戶由于疏忽而使用了一個(gè)漏電的肖特基限幅二極管時(shí)避免INTVCC引腳承受過大的電壓。

　　該器件的其他特點(diǎn)包括用于IC電源和柵極驅(qū)動(dòng)的內(nèi)置LDO、可編程軟起動(dòng)、電源良好信號(hào)和外部VCC控制。VREF準(zhǔn)確度在-40℃至85℃的工作溫度范圍內(nèi)為±1%，LTC3859A采用38引腳SSOP封裝或38引腳5mmx7mm QFN 封裝。