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摘 要：汽车引擎重新启动时车载12V电池有可能瞬间跌至5V以下，从而导致处于开启状态的车载信息媒体系统或其他一些需要5V以上电压的电子设备系统重启。显然，用户无法接受正在观看的视频或导航每次重新启动时都自动复位。因此高效率的升降压电源成为汽车电子系统的理想选择。
关键词：LTC3789芯片；同步升降压电源；自动启/停功能
引言
随着新能源汽车的发展，整车的节能变得越来越来重要，一种新的自动启/停系统[1]逐渐被各个车厂使用。自动启/停功能就是在堵车和等红灯时，发动机可以自动熄火，起步时再点火，减少不必要的燃油消耗，降低排放。本文中設计的高效同步升降压电源可以避免汽车引擎重启时车载设备及其他电子设备重启复位，使用户能够不间断的无缝使用车载设备或其他电子设备。
1 汽车启动系统的组成和原理
汽车发动机的启动由启动系统来完成。如图1所示。
启动系统的基本组成有：蓄电池，点火开关、启动继电器和启动机。启动系统的工作原理：.启动开关接通启动机电磁开关电路，启动机通电工作。启动机旋转的小齿轮与发动机飞轮啮合，带动发动机飞轮旋转，实现发动机的起动。
2 启动时整车电压低的原因及对整车的影响
启动主回路组成及电流流向是：蓄电池正极→启动机电源接线柱→电磁开关触片→电枢绕阻→搭铁→蓄电池负极。在启动过程中特别是在启动瞬间，由于启动机转速为0，不产生感生电势，故启动电流为I=EB/（RM+RB+RL）式中，EB———蓄电池开路端电压；RM———启动机电枢电阻；RB———蓄电池内阻；RL———启动主回路电缆电阻。乘用车蓄电池标称电压12V，实际车辆蓄电池电压为12～12.7V；按照国家标准，电磁开关触片接触电阻应低于1mΩ；性能优良的蓄电池内阻一般为6～8mΩ；启动机连接电缆一般要求低于1mΩ；启动机内阻也为数毫欧；总电阻为十多毫欧。
在汽车启动时，蓄电池要带动启动机旋转。在电磁开关接通的瞬间，因启动机电枢没有旋转，没有建立起反电动势，相当于启动机短路，起动主回路总电阻仅为十多毫欧，起动电流很大，极端的情况瞬间起动电流达1000A。不考虑其它因素，根据欧姆定律，理论计算，起动主回路中蓄电池内阻电压降即达到8V，蓄电池输出电压仅有4～4.5V。
这样的低电压，整车电器难以正常工作。？最常见的故障是报警灯亮。汽车ECU均有检测供电电压的功能，ECU检测到整车电压低于8V，就记录1个故障，发出信号，使仪表点亮报警灯；危害最大的是一些电磁阀不能可靠吸合，造成整车功能故障，整车电器功能也就无法正常运转。
3同步升降压电源的工作原理
电源选择凌力尔特公司的LTC3789升降压型开关稳压控制器，主电路有四只功率MOSFET，在VIN 关断时VOUT 即断开，软起动时间可调，主要用于自动化系统，大功率电池供电系统等。
LTC3789 基本应用电路图，如图2。
1）、降压工作
当VIN大于VOUT时，开关D 总处在导通状态，开关C 总处在关闭状态。在每一周期起动时，同步开关B 首先导通，在同步开关B 导通时检测出电感电流，在检测电压降到基准电压以下时，与VITH 成正比，同步开关B 关断，而开关A 导通，并保持整个周期，然后开关A 和B 交替。如同典型的BUCK 电路，开关A 的占空比增加，直到允许的最大占空比DMAX。
2）、升降压工作
当VIN 接近VOUT 时，控制器进入BUCK-BOOST 区域。
3）、升压工作
当VIN小于VOUT时开关A 总处于导通状态，同步开关B 总处在关断状态，在每个周期开关C首先导通。在检测电感电流超出基准电压后，其正比于VITH，开关C 关断，而同步开关D 导通，保持到此周期结束，开关C 和D 交替工作，像典型的同步BOOST 调整器。
4）、短路保护、电流限制和限流折返
控制器的最大电流阈值由ITH 端上的电压箝制来限制，在每一个BOOST 周期中，检测的最大峰值电压被限制在140mV，在每一个BUCK 周期中，仅峰值检测电压限制在与BOOST 相同的阈值处。当输出短路到GND 时，LTC3789 采用电流折返去帮助限制负载电流。如果输出降到正常输出电平的50%以下时，最大检测电压降低，从最大值调到最大值的三分之一。折返电流限制在短路时被禁止。在短路条件下，LTC3789 用工作在BUCK 模式来限流只有很小的占空比，而且进入跳周期状态。在此情况下，同步开关B 将消耗大部分功耗。
4 结束语
由于该升降压电源采用同步整流技术，具有效率高和短路保护功能，并且可以在4V～38宽输入和输出范围、以及工作区之间的无缝和低噪声转换，是新能源汽车电子系统的理想选择。可以满足汽车启停系统要求，启停过程中都会满足车载电子设备的电源需求。
参考文献
[1] 安森美半导体，汽车自动启停系统对电源的影响及非同步升压转换器方案，电源世界，2015.3.
关键词：LTC3789芯片；同步升降压电源；自动启/停功能
引言
随着新能源汽车的发展，整车的节能变得越来越来重要，一种新的自动启/停系统[1]逐渐被各个车厂使用。自动启/停功能就是在堵车和等红灯时，发动机可以自动熄火，起步时再点火，减少不必要的燃油消耗，降低排放。本文中設计的高效同步升降压电源可以避免汽车引擎重启时车载设备及其他电子设备重启复位，使用户能够不间断的无缝使用车载设备或其他电子设备。
1 汽车启动系统的组成和原理
汽车发动机的启动由启动系统来完成。如图1所示。
启动系统的基本组成有：蓄电池，点火开关、启动继电器和启动机。启动系统的工作原理：.启动开关接通启动机电磁开关电路，启动机通电工作。启动机旋转的小齿轮与发动机飞轮啮合，带动发动机飞轮旋转，实现发动机的起动。
2 启动时整车电压低的原因及对整车的影响
启动主回路组成及电流流向是：蓄电池正极→启动机电源接线柱→电磁开关触片→电枢绕阻→搭铁→蓄电池负极。在启动过程中特别是在启动瞬间，由于启动机转速为0，不产生感生电势，故启动电流为I=EB/（RM+RB+RL）式中，EB———蓄电池开路端电压；RM———启动机电枢电阻；RB———蓄电池内阻；RL———启动主回路电缆电阻。乘用车蓄电池标称电压12V，实际车辆蓄电池电压为12～12.7V；按照国家标准，电磁开关触片接触电阻应低于1mΩ；性能优良的蓄电池内阻一般为6～8mΩ；启动机连接电缆一般要求低于1mΩ；启动机内阻也为数毫欧；总电阻为十多毫欧。
在汽车启动时，蓄电池要带动启动机旋转。在电磁开关接通的瞬间，因启动机电枢没有旋转，没有建立起反电动势，相当于启动机短路，起动主回路总电阻仅为十多毫欧，起动电流很大，极端的情况瞬间起动电流达1000A。不考虑其它因素，根据欧姆定律，理论计算，起动主回路中蓄电池内阻电压降即达到8V，蓄电池输出电压仅有4～4.5V。
这样的低电压，整车电器难以正常工作。？最常见的故障是报警灯亮。汽车ECU均有检测供电电压的功能，ECU检测到整车电压低于8V，就记录1个故障，发出信号，使仪表点亮报警灯；危害最大的是一些电磁阀不能可靠吸合，造成整车功能故障，整车电器功能也就无法正常运转。
3同步升降压电源的工作原理
电源选择凌力尔特公司的LTC3789升降压型开关稳压控制器，主电路有四只功率MOSFET，在VIN 关断时VOUT 即断开，软起动时间可调，主要用于自动化系统，大功率电池供电系统等。
LTC3789 基本应用电路图，如图2。
1）、降压工作
当VIN大于VOUT时，开关D 总处在导通状态，开关C 总处在关闭状态。在每一周期起动时，同步开关B 首先导通，在同步开关B 导通时检测出电感电流，在检测电压降到基准电压以下时，与VITH 成正比，同步开关B 关断，而开关A 导通，并保持整个周期，然后开关A 和B 交替。如同典型的BUCK 电路，开关A 的占空比增加，直到允许的最大占空比DMAX。
2）、升降压工作
当VIN 接近VOUT 时，控制器进入BUCK-BOOST 区域。
3）、升压工作
当VIN小于VOUT时开关A 总处于导通状态，同步开关B 总处在关断状态，在每个周期开关C首先导通。在检测电感电流超出基准电压后，其正比于VITH，开关C 关断，而同步开关D 导通，保持到此周期结束，开关C 和D 交替工作，像典型的同步BOOST 调整器。
4）、短路保护、电流限制和限流折返
控制器的最大电流阈值由ITH 端上的电压箝制来限制，在每一个BOOST 周期中，检测的最大峰值电压被限制在140mV，在每一个BUCK 周期中，仅峰值检测电压限制在与BOOST 相同的阈值处。当输出短路到GND 时，LTC3789 采用电流折返去帮助限制负载电流。如果输出降到正常输出电平的50%以下时，最大检测电压降低，从最大值调到最大值的三分之一。折返电流限制在短路时被禁止。在短路条件下，LTC3789 用工作在BUCK 模式来限流只有很小的占空比，而且进入跳周期状态。在此情况下，同步开关B 将消耗大部分功耗。
4 结束语
由于该升降压电源采用同步整流技术，具有效率高和短路保护功能，并且可以在4V～38宽输入和输出范围、以及工作区之间的无缝和低噪声转换，是新能源汽车电子系统的理想选择。可以满足汽车启停系统要求，启停过程中都会满足车载电子设备的电源需求。
参考文献
[1] 安森美半导体，汽车自动启停系统对电源的影响及非同步升压转换器方案，电源世界，2015.3.