车载电源设计挑战
图3：使用两个单独电感的 SEPIC 拓扑结构
启动降压∕升压转换器
车载应用中，对于降压∕升压转换器的需求在过去的几年中日益急剧增长。对于那些需要在电压瞬态期间（例如：冷启动）继续“存活”的应用而言，这就更加有益。
该降压∕升压转换器是一款 DC/DC 转换器，其具有一个大于或小于输入电压振幅的输出电压振幅。它是一款开关模式电源，具有同升压转换器和降压转换器相类似的电路拓扑结构。根据开关晶体管的占空比，可以对该输出进行调节。
这种拓扑结构由一个降压功率级和其两个功率开关组成，并且这两个开关又通过功率电感连接至一个升压功率级及其两个功率开关。这些开关能够在三种不同运行模式中的一种模式下得到控制。这三个模式分别为降压∕升压模式、降压模式和升压模式。运行的特殊芯片模式是输入到输出电压比率的函数，同时也是芯片的控制拓扑结构。
TI 推出的 TPIC74100-Q1 是一款降压∕升压开关模式调节器，其工作在电源概念下，以确保一个带有输入电压偏移和规定负载范围的稳定输出电压。
图4：TPIC74100 纵览
TPIC74100 拥有一个频率调制方案，其允许系统设计通过在频带上扩散频谱噪声（而非在特定频率上达到峰值）来满足 EMC 要求。
5Vg 输出是一种开关 5V 调节输出，其具有内部电流限制功能，以在驱动一个电源线路电容性负载时防止出现 “复位”坚持 (assert)。这种功能由5Vg_ENABLE 引脚控制。如果该输出（5Vg 输出）上有一个接地短路，那么输出通过在斩波模式下运行进行自我保护。但是，在该故障状态下，这样做就会增高 VOUT 的输出纹波电压。
降压∕升压转换
根据输入电压 (Vdriver) 和输出负载条件，该运行模式自动在降压和升压模式之间进行转换。
在正常运行模式中，该系统将会被配置为一个降压转换器。但是，在低输入电压脉冲期间，该器件自动地转换到升压模式运行，以维持 5V 的电压调节。当输入电压 (Vdrive) 介于 5.8V 和 5V 之间并且取决于负载条件的时候，就会发生这种升压模式的转换。
当该器件正运行于升压模式且 V(driver) 处于 5.8V 至 5V 的转换窗口中时，输出调节可能包含一个高于正常情况的纹波，并且仅维持一个 3% 的容差。这种纹波和容差取决于负载情况，负载条件越高，性能就越高。
图5：降压∕升压结构
在一些车载应用中，例如：传动系和仪表板群，要求低功耗模式运行以实现在车辆点火处于“关闭”期间最小化功耗。降压∕升压开关模式调节器拥有一个输入 LPM，其在轻负载期间被启用时将以脉冲频率调制 (PFM) 模式运行，此状态下电流通常不到 30mA。在大多数系统中，许多存储器设备均要求在点火处于“关闭”状态时仍然需要一些功率来保留数据。这通常需要不到 100uA的电流。降压∕升压开关模式调节器拥有 150uA（典型值）静态电流的低功耗模式。通过开关频率的变化完成调节。
在 PFM 模式下，不存在用于输出负载的降低的负载电流。这种模式下，转换器效率更低，由于更高的负载电流，输出电压纹波将比 PFM 模式下稍大一些。实施低功耗模式功能，以实现降压模式运行。在升压模式条件下，该器件将会自动地进入 PWM 模式。通过启用低功耗模式，降压和升压之间的转换与 PWM 模式和 PFM 模式之间的转换同时进行。
结论
在许多车载应用中，车载瞬态电压是一个将会不断带来挑战的问题。在许多需要在这些状态期间持续保持运行的车载电源管理系统中，或当电池电压意外地降到要求输出电压电平之下时，降压∕升压转换器将起到一个关键作用。TPIC74100-Q1 车载降压∕升压转换器将简化车载环境中的设计，并且使设计工程师可以节省外部组件和 PCB 空间，且具有功率开关和同步运行集成的特点。TPIC74100-Q1 采用一个带散热板的 20 引脚 PWP 封装，其规定的温度范围为-40°C～+125°C。
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