汽车启动Ｊ／『停止系统电源方案 Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｉｅｓ ｆｏｒＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓｔａｒｔ￣Ｓｔｏｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ ■ 安森美半导体资深现场应用工程师 Ｍａｒｋ Ｓｃｈｏｌｔｅｎ 为了油耗，一些汽车制造商在其新一代车型中应 增添了零点几伏的电压余量。改用肖特基二极管足够简单 用了“启动，停止”（Ｓｔａｒｔ／Ｓｔｏｐ）功能。当汽车停下来时， 直接，因为它通常恰好适用于跟标准二极管一样的ＰＣＢ焊 这些创新的系统关闭发动机；而当驾驶人的脚从刹车踏板 盘，无须变更布线。但Ｐ沟道ＭＯＳＦＥＴ（简称Ｐ－ＦＥＴ）要 移向油门踏板时，就自动重新启动发动机。这就帮助降低 求变更ＰＣＢ，还要求一些额外电路。 市区驾车及停停走走式的交通繁忙期时的油耗。 但这样的系统为汽车电子带来了一些独特的工程挑 战，因为当发动机重新启动时，电池电压可能降到６．０Ｖ甚 至更低。此外，典型电子模块包含反极性二极管，用以在 Ｄ Ｌｏａｄ 汽车跳接启动（ｊｕｍｐ ｓｔａｒｔｅｄ）而跳接线缆反向的事件中保护 电子电路。二极管导致电池电压又下降Ｏ．７Ｖ，使下游电路 的电压仅为５．３Ｖ或更低。由于许多模块仍要求５ Ｖ供电， 此时电源就没有足够的余量来恰当工作。 一种解决途径是采用升压电源。升压电源接受较低的 图１ 采用Ｐ沟道ＭＯＳＦＥＴ提供电池反向保护 输入电压，并在输出端产生较高的电压。目前供应商正在 电子模块的前端使用某种类型的升压电源，使其能够在由 图１显示了要求使用的３个元件，包括Ｐ－ＦＥＴ、齐纳 启动，停止系统导致的压降条件下恰当工作。本文将审视 二极管及电阻。需要选择恰当大小的Ｐ－ＦＥＴ，使其可以处 设计人员可用于这些启动／停止系统的不同方案，包括低 理施加在模块输入端的电压，以及所要求的负载电流。此外， 压降（ＬＤＯ）稳压器、电池反向保护方案，以及各种升压选择。 顾及系统散热要求很重要，因为ＦＥＴ的功率耗散等于电流 就像大多数工程问题一样，解决问题的方法也是多种 的平方乘以ＦＥＴ的导通电阻。齐纳二极管保护Ｍ０ＳＦＥＴ 多样。如果电池电压在输入端仅降至６Ｖ，那么，首选及最 的栅极氧化物免受由过压条件导致的操作。大多数Ｐ－ＦＥＴ 简单的方案就是探寻仅要求＜Ｏ．３Ｖ余量的极低压降线性稳 的栅极至源极连接能够处理１ ５Ｖ至２０Ｖ电压，故齐纳二极 压器。这种方案适用于电流要求较低的模块，但对于需要 管必须设定为在此点之前钳位。电阻将栅极下拉至地电平 更大电流的模块而言，设计人员就需要更多的选择了。 以导通Ｐ－ＦＥＴ，但也必须恰当选择电阻的大小。电阻的阻 另一种方案是以肖特基二极管或Ｐ沟道Ｍ０ＳＦＥＴ替 抗不能太低，因为阻抗太低的情况下会让过大电流渡过齐 代用于在前端进行电池反向保护的标准Ｐ—Ｎ结二极管。肖 纳二极管，因而滋生齐纳二极管的功率耗散问题。然而， 特基二极管的正向压降约为标准整流器的一半，因此，它 如果电阻的阻抗太大，在此情况下Ｐ－ＦＥＴ的导通可能不会 Ｌ１ Ｄ１ Ｌ１ Ｃ１ Ｄ１ Ｖｉｎ一 、ＬＩ ｝＿Ｉ 卜—｝＿ Ｖｏｕｔ Ｖｉｎ ＿Ｊ ｛ Ｎ．ＦＥＴ二＝ｄ —７ ７ Ｂｏｏｓｔ Ｌ…一彻 …∞ｍ
