在汽車應用中怎樣高效地產生高壓電源軌？

圖2. 通過連接兩款器件來支持4相操作，滿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跟蹤

升壓控制器輸出電壓可使用1.6V片上參考電壓進行調節，或者可將其調節到用于驅動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)功能動態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，這在包絡跟蹤從較高電壓流向較低電壓時非常有用。

輸出升壓電壓的任務本來是跟蹤控制信號，但當從較高電壓變為較低電壓時，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，無需擔心由于過量電流而造成 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，能夠支持包絡跟蹤而不用擔心出現過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，防止在負載變化時出現短時脈沖波干擾，從而防止來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：

在汽車音頻功率放大器應用中，升高12V電池電壓的做法很常見。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。一些優質音頻系統的多聲道系統可能包括30-40W的放大器，和一個用于驅動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PMBus接口，該PMBus接口可以幫助設計工程師的系統實現ISO 26262合規并達到汽車安全完整性等級(ASIL)要求。PMBus接口在需要實時遙測、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引腳來支持對外部負溫度系數(NTC)電阻的測量，以便監測溫度。然后，它對信號進行數字化，同時也可通過PMBus來報告讀數。另外還可設置用于外部溫度監測的過溫故障限值。

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，如輸入過壓、輸出過壓或輸出欠壓、過流及過溫故障。每項功能均可通過PMBus進行監測。增加PMBus接口幫助避免了對專用遙測電路的需要。

結論

ISL78227/29 多相55V同步升壓控制器提供了許多功能特性，可滿足許多不同的電源系統要求。這些功能特性單獨來看可能無足輕重，但將它們組合在一起，整體的作用要遠遠超過各自作用之和。用于起-停系統、干線音頻放大器和車窗除霜裝置的電壓質量模塊，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。