交通運(yùn)輸系統(tǒng)需求

交電運(yùn)輸系統(tǒng)的輸入電壓可能高達(dá)14V（單電池供電汽車），28V（雙電池供電卡車，客車和飛機(jī)），或更高電壓，而其數(shù)字系統(tǒng)需要一個(gè)或更多個(gè)低壓軌。因此，設(shè)計(jì)這以下圖1顯示，汽車環(huán)境中的輸入電壓可能視其運(yùn)行狀態(tài)的改變而改變，而其運(yùn)行狀態(tài)可能包括負(fù)載突降變化到冷車發(fā)動(dòng)的各種情況，甚至出現(xiàn)電池反向連接。

當(dāng)應(yīng)用要求以非常高的效率進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換，以最大限度減少轉(zhuǎn)換過(guò)程中由功率損耗導(dǎo)致的熱量時(shí)，采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器解決方案是有幫助的。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器本質(zhì)上是單片器件，片內(nèi)集成了MOSFET，采用了同步或非同步配置?；蛘撸_(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器也可以由一個(gè)開(kāi)關(guān)控制器組成，該控制器驅(qū)動(dòng)采用單級(jí)或多級(jí)拓?fù)洌ǘ嘞啵┑耐獠縈OSFET，以提供數(shù)十安培至數(shù)百安培級(jí)的功率。為了滿足如此大的功率范圍要求，ADI公司提供了廣泛的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器解決方案，以使用戶能夠按照最終系統(tǒng)所需的特定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，選擇最適用的器件。相應(yīng)地，我們的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器有非常寬的輸入電壓范圍（從5V直到150V），輸出功率級(jí)從數(shù)百毫安直到高于1,000A。

在任何交通運(yùn)輸系統(tǒng)中都有一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題：怎樣才能在不影響性能和轉(zhuǎn)換效率的前提下，獲得高降壓比和占板面積緊湊的解決方案？直到不久，依然沒(méi)有一個(gè)解決方案能夠在不犧牲其他性能的情況下達(dá)到所有關(guān)鍵性能標(biāo)準(zhǔn)。不過(guò)，隨著ADI公司單片，2MHz以上，同步降壓型轉(zhuǎn)換器LT86xx系列的推出，所有必要的性能標(biāo)準(zhǔn)都可以立即得到滿足了。

一個(gè)很好的例子是LT8609，這是一款2A，42V輸入同步降壓型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。獨(dú)特的同步整流拓?fù)涮峁?3％的效率，而以2MHz頻率切換使設(shè)計(jì)師能夠避開(kāi)關(guān)鍵噪聲敏感頻段，例如AM無(wú)線電，同時(shí)可提供占板面積非常緊湊的解決方案。突發(fā)模式（突發(fā)模式）運(yùn)行在無(wú)負(fù)載備用情況下保持靜態(tài)電流低于2.5μA，從而使該器件非常適合始終保持接通的系統(tǒng).LT8609的3.0V至42V輸入電壓范圍使其非常適合汽車應(yīng)用，這類應(yīng)用必須以低至3.0V的最低輸入電壓穩(wěn)定通過(guò)冷車發(fā)動(dòng)和停啟動(dòng)情況，并穩(wěn)定通過(guò)超過(guò)40V的負(fù)載瞬態(tài)。其內(nèi)部3.5A開(kāi)關(guān)可在峰值負(fù)載電流為3A時(shí)，提供高達(dá)2A的連續(xù)輸出電流。原理圖和相應(yīng)于2MHz切換頻率的效率曲線。

由于在單電池或雙電池供電車輛中，冷車發(fā)動(dòng)和負(fù)載突降情況很常見(jiàn)，所以很多交通運(yùn)輸系統(tǒng)都提供很寬的輸入電壓范圍。而且使情況更加復(fù)雜的是，所需輸出電壓有可能超出這種已經(jīng)很寬的輸入電壓范圍。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師面臨的復(fù)雜問(wèn)題是，無(wú)論輸入電壓是高于，低于還是等于輸出電壓，所設(shè)計(jì)的解決方案都必須允許固定輸出。

ADI公司設(shè)計(jì)了廣泛的（開(kāi)關(guān)降壓 - 升壓型控制器，這些控制器不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，還提供很高的空間利用率和轉(zhuǎn)換效率，功率損耗在5％至7％之間（視輸入至輸出電壓范圍而定）圖4所示LT8705是一個(gè)4V至80V輸入的降壓 - 升壓型控制器例子，該器件提供車輛環(huán)境中常見(jiàn)的一個(gè)固定12V輸出。解決汽車?yán)滠嚢l(fā)動(dòng)問(wèn)題的另一種方法是，采用升壓型轉(zhuǎn)換器，后面再跟一個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器。在這種拓?fù)渲?，從單電池提供的升壓型轉(zhuǎn)換器之輸出設(shè)定為比電池的標(biāo)稱電壓高出幾伏，然后再用一個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器對(duì)其降壓，使其達(dá)到下游電子組件所需的工作電壓。盡管這種方法需要兩個(gè)轉(zhuǎn)換器，但是ADI公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一款整合升壓型控制器和降壓型控制器的器件，兩個(gè)控制器既可獨(dú)立使用，又可作為升壓 - 降壓跟隨器使用。

低噪聲電源管理

電磁輻射（EMR），電磁干擾（EMI）和電磁兼容（EMC）這些術(shù)語(yǔ)與帶電粒子及有關(guān)磁場(chǎng)的能量有關(guān)，這種能量有可能影響電路性能和干擾信號(hào)傳輸。隨著無(wú)線通信的普及，大量通信設(shè)備的涌現(xiàn)以及通信方法日益增多，占用越來(lái)越多的頻譜（有些頻段是相互重疊的），電磁干擾已經(jīng)成為揮之不去的事實(shí)。為了減輕電磁干擾的影響，很多政府機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)都設(shè)定了通信設(shè)備及儀器儀表的電磁輻射限度。

一種答案也許是采用ADI的Silent Switcher系列器件。以LT8614為例，這是一款42V輸入，4A輸出，單片降壓型轉(zhuǎn)換器，以高于2MHz的開(kāi)關(guān)頻率和94％的轉(zhuǎn)換效率切換，由于其很短的30ns最短接通時(shí)間，因此可滿足16V輸入至1.8V輸出降壓比。

低靜態(tài)電流也是關(guān)鍵要求

在交通運(yùn)輸電子系統(tǒng)中，有很多應(yīng)用要求連續(xù)供電，甚至在車輛已經(jīng)停泊后，例如遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入，安全甚至個(gè)人信息娛樂(lè)系統(tǒng)，這類應(yīng)用通常還包括導(dǎo)航，GPS定位和緊急呼叫系統(tǒng)。難以理解，為什么這些系統(tǒng)甚至在車輛未行使時(shí)也必須保持接通，不過(guò)可以理解的是，為了應(yīng)對(duì)緊急情況和保證安全，GPS系統(tǒng)必須“始終保持接通”。這種要求很有必要，以便在需要時(shí)通過(guò)外部操作運(yùn)用基本控制功能。

這些應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵要求是低靜態(tài)電流，以延長(zhǎng)電池壽命。自2010年以來(lái)，ADI一直在生產(chǎn)備用靜態(tài)電流低于10?A的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，我們最近推出的一些較新產(chǎn)品的備用靜態(tài)電流已經(jīng)低于2?A了。因此，這些產(chǎn)品已經(jīng)為應(yīng)用于很多汽車電子系統(tǒng)做好了充分準(zhǔn)備。