當(dāng)遇到紅燈或堵車時(shí),，駕駛員會放慢車速甚至熄火，當(dāng)重新上路時(shí),，起動機(jī)會快速啟動發(fā)動機(jī),，這就是“怠速啟停”的過程,。這項(xiàng)技術(shù)具有幾大優(yōu)勢：第一,，消除怠速空轉(zhuǎn)，省下怠速時(shí)間內(nèi)消耗的油料,，可以節(jié)能,；第二，發(fā)動機(jī)自動熄火后,，尾氣排放為零,，非常環(huán)保；第三,，提高發(fā)動機(jī)動力輸出,，延長發(fā)動機(jī)壽命。因此,，近些年配備怠速啟停控制系統(tǒng)的車輛在逐年增加,。
但是在怠速啟停時(shí),，車輛會在瞬間承受較大負(fù)載，因此進(jìn)入電池電壓下降的啟動狀態(tài),，一般采用降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器,，當(dāng)電壓降低到車載ECU的正常工作電壓后會造成ECU停止,，從而導(dǎo)致儀表盤停止，這給車輛行駛帶來巨大的安全風(fēng)險(xiǎn),。為了向ECU供應(yīng)穩(wěn)定的電源,，需要采用升降壓轉(zhuǎn)換器，其優(yōu)點(diǎn)是不管電池電壓高于還是低于ECU所需要的供電電壓,，升降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器都可以輸出一個比較穩(wěn)定的供電電壓,，來保證ECU可以正常工作。對比降壓型轉(zhuǎn)換器,，以前升降壓型轉(zhuǎn)換器相應(yīng)性能較差,，輸出需要大容量電容器，且控制復(fù)雜,。為了解決這個問題,，ROHM公司研發(fā)了升降壓控制技術(shù)‘Quick Buck Booster’，并推出了升降壓電源芯片組,?！?/p>
“Quick Buck Booster”技術(shù)的神奇之處
“Quick Buck Booster”技術(shù)是一個新概念的升降壓控制技術(shù)，是ROHM實(shí)現(xiàn)降壓電源和升降壓電源一體化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,。其控制方式跟傳統(tǒng)的升降壓型的轉(zhuǎn)換器不同,，它可以實(shí)現(xiàn)和降壓型轉(zhuǎn)換器同等效率的性能，也就是采用該技術(shù)的升壓降壓型轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)與降壓型轉(zhuǎn)換器同等的性能,，但是比傳統(tǒng)的升降壓型轉(zhuǎn)換器的輸出容值降低50%以上,；另外，采用該技術(shù)的產(chǎn)品能夠輕松實(shí)現(xiàn)降壓功能和升降壓功能的通用設(shè)計(jì),，因此當(dāng)工程師進(jìn)行電源電路整體設(shè)計(jì)時(shí),，可以把設(shè)計(jì)周期縮短一半以上。
如上圖對比,，兩者的電路結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一樣,，左邊是一個降壓電路,，右邊是一個升壓電路,，兩者結(jié)合起來就是一個升降壓電路。兩者的主要區(qū)別在于控制方式不同,，傳統(tǒng)的降壓回路的控制方式是對降壓功能和升壓部分進(jìn)行分別控制,，也就是降壓部分和升壓部分需要分別進(jìn)行占空比控制,，所以相當(dāng)于是兩個大腦進(jìn)行協(xié)商，這難免會造成整個系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,，整個環(huán)路的響應(yīng)特性比較差,。
ROHM針對這個復(fù)雜的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改善，“Quick Buck Booster”升降壓技術(shù)實(shí)際上是將升壓側(cè)的占空比設(shè)定為一個固定的輸出,，也就是無論這個回路的輸出輸入怎樣變化,，升降側(cè)的占空比都是固定的,，因?yàn)樗哂邢嗤恼伎毡龋敲磳τ诃h(huán)路整體的控制是靠降低部分來進(jìn)行整體控制的,，也就是降壓側(cè)的IC通過采集輸出電流的變化,，或者是輸出電壓的波動，來對環(huán)路進(jìn)行整體的補(bǔ)償控制,，相當(dāng)于是使用一個大腦來控制整個系統(tǒng),，這樣整個控制系統(tǒng)就變得比較簡單，整體系統(tǒng)的響應(yīng)性會更好,。
采用升降壓電源芯片組,，PCB簡化得以簡化，功耗大幅度降低
采用Quick Buck Booster技術(shù)的升降壓電源芯片組
在汽車設(shè)計(jì)中,，廠商最看重的是什么,？低功耗和小尺寸最重要，這樣不僅可以滿足節(jié)能環(huán)保的要求,，而且可以PCB所占用的空間,。ROHM推出的這個芯片組完全吻合這兩點(diǎn)需求。該芯片組由兩部分組成：具有升壓功能的降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器“BD8P250MUF-C”和升壓專用IC“BD90302NUF-C”組成,。核心器件是“BD8P250MUF-C”,，其采用了“Quick Buck Booster”技術(shù)，僅需在后端追加“BD90302NUF-C”,，即可在不損害降壓電源在性能方面的特性優(yōu)勢的情況下成功構(gòu)建升降壓電源,。
如上圖所示， ROHM半導(dǎo)體（北京）有限公司設(shè)計(jì)中心工控FAE工程師吳波介紹,，“傳統(tǒng)的升降壓轉(zhuǎn)換器為了輸出側(cè)電壓的穩(wěn)定,，一般要采用100μf以上的穩(wěn)壓電容才可以，作為升降壓電源,，可實(shí)現(xiàn)業(yè)界最優(yōu)異的無負(fù)載時(shí)消耗電流8?A,，并以44?F輸出電容容量實(shí)現(xiàn)輸出電壓波動僅±100mV的穩(wěn)定工作，消耗電流比普通產(chǎn)品低70%,，輸出電容容量減少50%,，這個實(shí)際上就大大節(jié)約了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)成本?！?/p>
采用“Quick Buck Booster”技術(shù)可以在同一塊PCB板上實(shí)現(xiàn)降壓功能和升降壓功能切換,。吳波也特別強(qiáng)調(diào)，“對于那些沒有搭載自動啟停功能的車輛,，只采用降壓型DC/DC控制器就可以滿足ECU的供電要求,。我們?nèi)绻槍Σ煌能囆烷_發(fā)不同的電源供電方案，會造成兩套方案同時(shí)開發(fā)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力,。BD8P250和BD90302這兩個產(chǎn)品的組合可以在實(shí)現(xiàn)PCB板不進(jìn)行重新畫板的前提下，非常輕松的進(jìn)行降壓功能和升降壓功能的切換,?！?/p>
從原理圖和PCB板可以看出，整體PCB板的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是一樣的,，用戶將降壓功能升級成升降壓功能時(shí),，BD8P250核心芯片和降壓芯片都是一樣的，右側(cè)只需要加一個BD90302的升壓芯片,，以及小范圍的電容調(diào)整就可以實(shí)現(xiàn),。由此可見，利用“Quick Buck Booster”的效果,，實(shí)現(xiàn)了以往無法實(shí)現(xiàn)的升降壓電源和降壓電源的電源PCB板,、外圍部件、噪聲對策的通用設(shè)計(jì),，因此與升降壓電源和降壓電源分別設(shè)計(jì)的情況相比,，電源PCB板相關(guān)的開發(fā)周期可縮減50%。