用于汽车启停系统的电源设计

对于给定应用来说，上述方案的一种或几种组合也许就能解决问题了。但如果输入电压真的降到了5V以下会怎样？一些制造商发现在“冷启动”条件下电压会降至4.5V。如果发生这种情况，那么就需要使用开关电源来提升输入电压。三种最常见的开关电源分别是升压电源、降压/升压电源以及SEPIC电源。

升压电源使用一个电感、一个N-FET、一个二极管和一个电容。这是最简单的设计，但也存在一些缺点。如果输出短路的话就没办法保护了，因为从输入到输出是一条直通的路径。另外，当输入电压上升到超过输出电压设定值时，将没有办法阻止输出电压同时上升，因为输入电压可以通过电感和二极管直通输出端。

举例来说，汽车上的大多数模块必须通过甩负载测试。在这种测试过程中会产生一个电压尖峰并施加到Vin端。在使用升压电源的情况下，这个电压尖峰将直接传播到输出端。因此如果传播的是40V尖峰电压，那么连接到Vout端的所有电路都必须能够承受这个电压。

另外一种可能性是同相降压/升压设计。这种方案只使用一个电感和一个电容，但需要两个开关和两个二极管。不过这种方案允许设计师在输入电压高过输出电压时防止输出电压继续上升。通过切断第一个开关(FET1)，这种方案还能防止输出短路带来的影响。这种设计的缺点在于效率，因为两个二极管和两个开关都会发生损耗。

图2：各种升压电源。

单端初级电感转换器(SEPIC)设计的版图非常类似于直接升压转换器，只不过它增加了一个到地的电感和一个隔直流电容，好处是输出端不再有短路问题，因为现在输出端串联了一个隔直流电容。输出端也不再受输入电压的影响，因此可以低于或高于输入电压。需要注意的是，正如所有开关拓扑表明的那样，仍然需要电池反极性保护机制，因为反向电流仍然会通过FET的体二极管从地回流到输入电压。

总之，在使用启停交流发电机系统时需要考虑许多问题。本文只是简单讨论了电子模块用的电源，实际上还有其它因素需要考虑。例如，当这些电压急降时内部和外部照明会变暗。内部灯光闪烁虽然令人恼火，但还不是关键，而刹车灯和大灯则直接影响安全性，因此也需要相应的电源解决方案使它们保持正常工作。幸运的是，如今市场上已经有相应的解决方案可以解决这些问题。