汽车动力系统升压控制器最新解决方案

　　在汽车动力系统中，用户往往需要减少燃油支出，降低油耗，而这也能帮助减少对环境的影响。为了了配合此趋势，汽车制造商们纷纷采用各种途径来降低油耗，其中一种途径就是在新车型中应用自动“启动/停止”（Start/Stop）功能，帮助降低油耗。

　　安森美半导体应用于汽车自动启停系统的非同步升压控制器，主要用于在汽车自动启停时为后续电路提供足够的工作电压。它是一种改进型的前置升压电源方案。这里旨在介绍两款安森美半导体的两件获奖产品，NCV8876和NCV898031。

　　非同步升压控制器NCV8876

　　非同步升压控制器NCV8876获得2013年中国汽车及零部件行业发展创新大奖技术组的“技术创新奖”。获奖的NCV8876是一款用于汽车启动-停止系统的非同步升压控制器，其设计用于在汽车电池电压骤降时提供最小的输出电压。

　　图1：非同步升压控制器NCV8876

　　NCV8876驱动外部N沟道MOSFET，使用内部斜坡补偿的峰值电流模式控制，集成了内部稳压器，为门极驱动器提供电荷。NCV8876采用2 V至45 V输入电压工作，能够在冷启动及45 V负载突降情况下工作。NCV8876在休眠模式下的静态电流典型值仅为11 μA，适应汽车应用的低静态电流要求。它在宽温度范围下提供±2%的输出电压精度。NCV8876采用SOIC8微型封装，工作温度范围-40℃至150℃，能够适应汽车应用的严格要求。

　　电源方案NCV8876的典型应用电路

　　NCV8876具有状态（STATUS）监测功能，能为微控制器提供工作状态信息。当工作状态为低电平时，NCV887工作;高电平时，NCV8876休眠。这器件可以透过外部电阻RDSC设定频率。

　　图2：安森美半导体的改进型前置升压电源方案NCV8876的典型应用电路

　　它还可内部设定限流值、最大占空比等多项参数。NCV8876集成了多种保护功能，如逐周期限流保护、断续模式过流保护及过热关闭等。其它特性包括：峰值电流检测、最小COMP电压钳位可提高切换时的响应速度等。总的来看，NCV8876应用电路简单，成本低，非常适合汽车启停系统应用。

　　NCV8876工作原理：NCV8876改进型前置升压电源方案的原理是：电池电压正常时，NCV8876进入休眠模式，仅消耗极低的静态电流（典型值《 11 μA）;而当电池电压降至设定电压时，NCV8876自动唤醒，开始升压工作。

　　图3：安森美半导体NCV8876非同步升压控制器工作原理详解

　　具体而言，当汽车电池供电电压下降到低于7.3 V（可工厂预设）时，NCV8876自动启用;而当电池电压降至低于6.8V时，NCV8876启用升压工作。因此，NCV8876可以保障后续电路有足够的余量来恰当地进行降压工作，供下游系统使用。

　　非同步升压控制器NCV898031

　　非同步升压控制器NCV898031提供2兆赫兹（MHz）的固定开关频率，频率性能几乎是市场上竞争器件的2倍。这器件的更高工作频率使其可以与更小及更低成本的电感及输出电容一起使用，因而降低总成本及占用更少的印制电路板（PCB）空间。由于其保护特性及宽电压范围，NCV898031经过高度优化，适合用于仪表盘及信息娱乐系统等汽车应用。获得2014年中国汽车及零部件行业发展创新大奖技术组的节能高效奖。

　　图4：NCV898031 SEPIC评估板外形图

　　NCV898031应用电路设计组合分析

　　NCV898031支持3.2伏（V）至40 V的宽输入电压范围，使用带内部斜坡补偿的峰值电流模式控制。它的内置稳压器为门驱动器提供电荷，并提供1.2 V ±2%参考电压。保护特性包括内部设定软启动、欠压锁定（UVLO）、逐周期限流及过热关闭。

　　图5：NCV898031简化框图和应用电路

　　图6：SEPIC电流模式电路图

　　图7：升压电流模式电路图

　　NCV898031通过AEC认证，能够承受45 V负载突降，工作温度范围为-40 °C至150 °C。此外，它在休眠模式下典型值10微安（µA）的低电流帮助将总体熄火静态电流预算维持在最低。