如何将汽车启停系统功耗降至最低？
顾名思义，启停系统在停车时会关闭引擎，而不是空转，然后在需要行驶时迅速重新启动引擎。如果驾驶中需要走走停停，通过避免引擎长时间空转可以减少排放并节省燃料。
例如，如果您在遇到红灯或火车经过时停车，引擎不应运转；如果引擎不运转，就不会浪费任何能源。与没配备这种系统的汽车相比，城市交通的燃料消耗降低幅度高达8%。
驾驶舒适性和安全性并不会受自动启停功能影响，因为该功能只在引擎达到理想的运转温度时才激活。如果空调尚未使座舱达到所需温度，电池尚未充分充电，或驾驶员还在转动方向盘，该功能也不会激活。
自动启停功能由中央控制单元协调，该控制单元监测来自所有相关传感器（包括启动电机和交流发电机）的数据。如果舒适性或安全性有需要，控制单元将自动重新启动引擎——例如，如果车轮开始滚动、电池电量降至过低或挡风玻璃上出现水汽凝结。此外，大多数系统可识别临时停车和行程结束之间的差异。如果驾驶员的安全带解开，或者车门或行李箱打开，系统不会重新启动引擎。如有需要，按下按钮即可完全禁用自动启停功能（至少现在是这样）。
但是，当引擎重新启动，12 v电池有可能已经降至5 v以下，当信息娱乐系统开启或其他电子设备需要高于5 v的电压时，可能导致这些系统复位。有些导航和信息娱乐系统采用5 v或更高的输入电压工作。当输入电压在引擎重新启动期间降至5 v以下，若dc-dc转换器仅具有输入电压降压功能，这些系统将复位。显然，汽车在启停状态下重新启动时，音乐播放器或导航系统的复位是无法接受的。
解决方案
adi 公司推出了三路输出 dc-dc 控制器 power by linearltc7815 该器件在单个封装中集成了升压控制器和两个降压控制器。高效 率同步升压转换器给两个下游同步转换器馈电，可在汽车电池电压下降时避免出现输出电压压差，这在汽车启停系统中是非常有用的特性。此外，当汽车电池的输入电压高于其编程的升压输出电压时，升压控制器以 100% 占空比运行，仅将输入电压直接传递至降压转换器，从而将功耗降至最低。
图1为 ltc7815 的升压转换器向降压转换器提供 10v 电压的原理图。除了为两个降压转换器（分别产生5 v/7 a和3.3 v/10 a）供电之外，升压转换器还可用作第三路输出，提供额外的2 a电流。该电路在高达28v vin下可保持2.1 mhz工作频率，并在高于28 v时跳周期工作。
图1. ltc7815启停应用原理图，工作频率为2.1 mhz。
ltc7815在启动期间可以以4.5v至38v的输入电压工作，并在启动之后保持工作直到输入电压低至2.5v。同步升压转换器可产生高达60 v的输出电压，在输入电压够高时，它可让同步开关完全导通，以直通输入电压，实现效率最大化。两个降压转换器可产生0.8v至24v的输出电压，且整个系统可实现高达95%的效率。低至45 ns的最短导通时间可在2 mhz开关操作中实现高降压比转换，从而避开对噪声敏感的关键频段（如am无线电），并可使用较小的外部组件。
ltc7815可配置为burst模式®操作，将静态电流减小至每通道28μa（三个通道全部导通时为38μa），同时在无负载条件下调节输出电压，该特性对节省持续导通系统中的电池运行时间很有用。强大的1.1ω内置全n沟道mosfet栅极驱动器最大限度地降低了开关损耗，并提供高于每通道10a的输出电流，仅受外部组件限制。此外，每个转换器的输出电流检测，通过监测电感器(dcr)两端的压降或采用单独的检流电阻进行。ltc7815的恒定频率电流模式架构可提供320khz至2.25mhz的可选频率，或者可同步至相同范围的外部时钟。
延长电池运行时间
任何电池供电系统，如果要求在系统其他部分关断时仍需要始终导通的供电总线，就必须节省电池能量。这种状态通常被称为睡眠、待机或空闲模式，并要求系统具有非常低的静态电流。低静态电流以节省电池能量的要求，对于汽车应用尤为重要，该应用可能包含多套电气电路，例如远程信息处理、cd/dvd播放器、遥控无钥匙门禁和多个始终导通的总线电路。这些系统在待机模式下的总电流消耗要尽可能低，随着汽车运行越来越依赖电子系统，节省电池能量的压力不断加大。
在睡眠模式下，升压转换器和其中一个降压转换器导通时，ltc7815仅消耗28 μa电流。三个通道全部处于睡眠模式时，ltc7815仅消耗20 μa电流，使得空闲模式下的电池运行时间大幅延长。这是通过将ltc7815配置为高效burst模式来实现的，该器件向输出电容提供 短时突发电流，随后进入睡眠期，此期间仅通过输出电容将输出功率输送给负载。图2为这种工作方式的概念时序图。
图2. ltc7815的burst模式操作电压图。
在睡眠模式下，除了快速响应所需的关键电路外，大部分内部电路都被关断。当输出电压下降至足以激活睡眠信号时，控制器通过打开顶部的外部mosfet来恢复正常的burst模式操作。或者，有些情况下，用户希望在轻负载电流下以强制连续或恒定频率脉冲跳跃模式工作。两种模式都易于配置，并具有更高的静态电流。
效率/方案尺寸
图1原理图所示的5 v输出效率约为90%（如图3所示）。如果工作频率从2.1 mhz降至300 khz，效率可提高3%到4%。
图3. ltc7815在不同转换器部分的效率与负载电流。
图4为ltc7815演示板（原理图如图1所示），最宽部分为48 mm。
图4. ltc7815演示板顶层和底层的尺寸与布局。
保护特性
ltc7815可配置为通过使用dcr（电感器阻抗）或检流电阻来检测输出电流。两种电流检测方案之间的选择主要权衡成本、功耗和精度。dcr检测日益流行，因为它省去了昂贵的电流感测电阻，功率效率更高，特别是在大电流应用中。而检流电阻是更精确的电流检测方法。
片上比较器监测降压输出电压，当输出大于标称值10%时，发出过压条件信号。检测到这种情况时，顶部mosfet关断，底部mosfet导通，直至过压条件清除。只要过压条件持续，底部mosfet就持续导通。如果输出电压恢复至安全水平，则自动恢复正常操作。
在温度较高或内部功耗引起片内过度自热的情况下，过温关断电路将关断ltc7815。当结温超过大约170°c时，过温电路将禁用片上偏置ldo，从而使偏置电源降至0 v，并顺序有效地关断整个ltc7815。一旦结温降回大约155°c，ldo重新导通。
结论
汽车启停系统可节省燃料，并在未来几年继续演进。为板载信息娱乐系统和导航系统供电必须很小心，这些系统需要的电压高达5 v，甚至超过5 v。当引擎重新启动时，若汽车电池电压降至5 v以下，这些系统可能复位。ltc7815通过将电池电压提升至安全操作水平来解决此问题。这一特性结合两个降压控制器，非常适合在配置启停系统的汽车中为诸多汽车电子设备供电。
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图1. ltc7815启停应用原理图，工作频率为2.1 mhz。
ltc7815在启动期间可以以4.5v至38v的输入电压工作，并在启动之后保持工作直到输入电压低至2.5v。同步升压转换器可产生高达60 v的输出电压，在输入电压够高时，它可让同步开关完全导通，以直通输入电压，实现效率最大化。两个降压转换器可产生0.8v至24v的输出电压，且整个系统可实现高达95%的效率。低至45 ns的最短导通时间可在2 mhz开关操作中实现高降压比转换，从而避开对噪声敏感的关键频段（如am无线电），并可使用较小的外部组件。
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结论
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