在汽車(chē)應用中怎樣高效地產(chǎn)生高壓電源軌？

圖2. 通過(guò)連接兩款器件來(lái)支持4相操作，滿(mǎn)足更高功率應用的要求

英文中文翻譯

MASTER IC主 IC

SLAVE IC從 IC

參考電壓控制和音頻包絡(luò )跟蹤

升壓控制器輸出電壓可使用1.6V片上參考電壓進(jìn)行調節，或者可將其調節到用于驅動(dòng)控制回路的外部跟蹤電壓。ISL78227和ISL78229控制器的獨特之處在于，用于驅動(dòng)跟蹤功能的外部信號可配置為模擬電壓或PWM信號。這些TRACK(跟蹤)功能動(dòng)態(tài)地支持輸出升壓電壓的變化。這些控制器包括負電流限制和保護功能，這在包絡(luò )跟蹤從較高電壓流向較低電壓時(shí)非常有用。

輸出升壓電壓的任務(wù)本來(lái)是跟蹤控制信號，但當從較高電壓變?yōu)檩^低電壓時(shí)，必須對輸出電容放電，以使電壓下降。如果負載本身未消耗足夠多的電流，則同步FET可幫助輸出電容放電，無(wú)需擔心由于過(guò)量電流而造成 FET損壞。這是因為兩款控制器都包括針對這類(lèi)條件的負電流限制和保護電路。

對于電源電壓在寬范圍內快速變化的音頻應用，能夠支持包絡(luò )跟蹤而不用擔心出現過(guò)量反向電流的特性是非常有用的。在音頻應用中，TRACK(跟蹤)信號可用于控制升高的輸出電壓，使其可跟蹤音頻放大器的信號振幅變化。這可使電源電壓保持平穩，防止在負載變化時(shí)出現短時(shí)脈沖波干擾，從而防止來(lái)自音頻功率放大器的爆裂聲。

記住，如下式所示，輸送到揚聲器的功率是放大器峰值輸出電壓的函數：

在汽車(chē)音頻功率放大器應用中，升高12V電池電壓的做法很常見(jiàn)。這些升壓控制器能夠將電池電壓升高到48V或任意需要的電壓，以支持音頻功率放大器的功率水平。音頻放大器功率在100-800W范圍是非常普遍的。一些優(yōu)質(zhì)音頻系統的多聲道系統可能包括30-40W的放大器，和一個(gè)用于驅動(dòng)重低音音箱的更高功率的放大器。

在模擬式音頻放大器中，如果電源電壓僅大到足以支持音頻信號，則效率可以得到提高。數字式音頻放大器的效率改善取決于數字式放大器架構。

PMBus控制

圖 3所示的ISL78229升壓控制器包括一個(gè)PMBus接口，該PMBus接口可以幫助設計工程師的系統實(shí)現ISO 26262合規并達到汽車(chē)安全完整性等級(ASIL)要求。PMBus接口在需要實(shí)時(shí)遙測、向微控制器報告錯誤和系統控制等功能的系統中很有用。它為遠程啟用或禁用升壓控制器以及監測和報告諸如輸入電壓、輸入電流和輸出電壓等變量提供了一條途徑。此外，該升壓控制器還包括一個(gè)引腳來(lái)支持對外部負溫度系數(NTC)電阻的測量，以便監測溫度。然后，它對信號進(jìn)行數字化，同時(shí)也可通過(guò)PMBus來(lái)報告讀數。另外還可設置用于外部溫度監測的過(guò)溫故障限值。

圖3. 帶PMBus控制的ISL78229典型應用

該升壓控制器還具有故障報告功能，如輸入過(guò)壓、輸出過(guò)壓或輸出欠壓、過(guò)流及過(guò)溫故障。每項功能均可通過(guò)PMBus進(jìn)行監測。增加PMBus接口幫助避免了對專(zhuān)用遙測電路的需要。

結論

ISL78227/29 多相55V同步升壓控制器提供了許多功能特性，可滿(mǎn)足許多不同的電源系統要求。這些功能特性單獨來(lái)看可能無(wú)足輕重，但將它們組合在一起，整體的作用要遠遠超過(guò)各自作用之和。用于起-停系統、干線(xiàn)音頻放大器和車(chē)窗除霜裝置的電壓質(zhì)量模塊，只是少數幾種需要穩定升壓控制器解決方案的高電壓應用。