針對極端啟動條件進行設計
　　設計 12V 汽車系統(tǒng)時必須考慮極端啟動條件（見圖 1）。ISO 16750-2、ISO 7637-2 和測試脈沖 4 等標準定義了許多車輛的啟動曲線，包括與冷啟動條件、熱啟動條件和類似波形相關的啟動曲線。

　　對于車輛來說，挑戰(zhàn)性的啟動行為可能發(fā)生在寒冷的天氣期間，此時汽車電池和發(fā)動機都處于低溫狀態(tài)很長一段時間。在這種情況下，需要大量的電池電流來啟動車輛發(fā)動機。“冷啟動”狀況描述了在啟動器汲取高電流以打開冷發(fā)動機后電池電壓 (V BATT ) 降至非常低的情況。在冷啟動條件下，V BATT可在 15 至 50 毫秒內降至 3 V 或 4.5 V（取決于車輛的電氣系統(tǒng)）。在此事件期間，如果需要電源調節(jié)超過輸入 V BATT的特定電壓，則可能會遇到挑戰(zhàn)。例如，5V 或 10V 電源無法降壓，因此在冷啟動條件下必須通過 V BATT升壓。
　　在熱啟動條件下，V BATT也會下降，但通常下降程度沒有冷啟動時那么嚴重。一般來說，熱啟動波形可能會降至 6 V 或 7 V，并且持續(xù)時間不會像冷啟動那么長。這是因為發(fā)動機和電池都處于相對較高的溫度，因此啟動器拉動較少的電池電流來啟動車輛。因此，由于拉動的電流較少，電池的整體壓降較低。
　　現(xiàn)代車輛通常支持啟動/停止（或停止/啟動）以提高燃油經濟性。啟動/停止是一種熱啟動條件，在發(fā)動機熱時行駛時發(fā)生。如果踩下制動踏板時車輛完全停止，發(fā)動機將關閉。當松開制動踏板時，發(fā)動機重新啟動。在啟動/停止期間，車輛中的關鍵模塊必須繼續(xù)運行，且性能不會發(fā)生任何變化。

　　考慮為顯示面板提供電源和控制的顯示控制模塊 (DCM) 的示例（參見圖 3）。

　　顯示控制模塊。
　　圖3：顯示控制模塊
　　顯示面板可以是中央堆棧顯示器、后座顯示器或現(xiàn)代車輛中的其他顯示器。從電源的角度來看，當車輛運行時，DCM 必須始終為顯示面板提供穩(wěn)定的 12V 電源。在啟動/停止期間還必須提供 12 V 電壓，因為顯示面板不會閃爍、丟失視頻或停止運行。在正常電池條件下，V BATT介于 13 V 和 14 V 之間。然而，在熱啟動/停止期間，V BATT降至低至 6 V。為了在這些不同條件下提供恒定的 12 V 電壓，DC/必須選擇能夠降低（降壓）較高的 V BATT以及在 V BATT降至非常低時升壓（升壓）V BATT的直流轉換器。為了實現(xiàn)這一目標，降壓-升壓 DC/DC 轉換器是滿足這些要求的選擇。
　　仔細觀察啟動條件下的降壓/升壓轉換器
　　MPQ8875A -AEC1是一款四開關降壓/升壓轉換器，能夠滿足汽車曲柄波形要求。它支持 2.2 至 36V（高達 42V 負載突降）的寬輸入電壓 (V IN ) 范圍，并具有四個集成功率MOSFET。圖 4 顯示了 MPQ8875A-AEC1 配置為在 3A 負載下提供 12V 輸出時的應用電路。當 V IN超過輸出電壓 (V OUT ) 時，器件以降壓模式運行。當 V IN低于 V OUT時，器件在升壓模式下運行。當V IN幾乎等于V OUT時，該器件在降壓-升壓模式下運行，所有開關均進行整流以提供 12V 電壓。對于所有模式，輸出端只需要一個電感器即可提供 12V 調節(jié)。

　　MPQ8875A 為不同的 VIN 條件提供 12 V 電壓。

　　圖 4：MPQ8875A 為不同的 V IN條件提供 12 V 電壓。

　　DCM 是使用 MPQ8875A-AEC1 設計的，并使用 ISO 16750-2 IV 級 12V 系統(tǒng)定義的啟動曲線對其啟動/停止（或熱啟動）進行了測試。圖 5 顯示了其在此瞬態(tài)事件期間的行為，其中包括 V IN（藍色）、V OUT（洋紅色）和電感器電流（IL ，黃色）的波形。V IN是測量到的電源連接器的 V BATT輸入，它受到啟動/停止條件的影響。V OUT是測得的 12V 穩(wěn)壓輸出，IL顯示測得的電感器電流。本次測試的負載電流為3A。

　　MPQ8875A 在啟動/停止瞬態(tài)條件下的 VIN、VOUT 和 IL 波形。
　　圖 5： MPQ8875A 在啟動/停止瞬態(tài)條件下的V IN、V OUT和 I L波形
　　在熱啟動條件下，V IN迅速下降至 6 V，并在此狀態(tài)下保持約 15 ms。然后，代表交流發(fā)電機紋波的低頻正弦波形出現(xiàn)幾秒鐘；之后，V IN返回到約 13.5V 的標稱電壓。在此情況下，MPQ8875A-AEC1 繼續(xù)調節(jié)其 12V 輸出，不會出現(xiàn)任何壓降。隨著 V IN下降， IL急劇增加，并產生持續(xù)約 15 ms的 4.9A 峰值電流。然后I L在 3.3 A 和 4.5 A 之間波動約 10 秒。，當 V IN達到標稱 V BATT電壓時，I L降至標稱值 3 A。
　　選擇具有適當額定電流的電感器 (L1) 對于正常運行至關重要，因為它不僅必須滿足熱啟動期間的峰值電流，而且還必須滿足冷啟動條件下的峰值電流。軟飽和電感器是一個很好的選擇，它應該能夠處理曲柄波形初始電壓降期間的峰值電流，以及正弦部分期間的峰值。在這種情況下，飽和額定值在 5 至 6A 范圍內的電感器是一個很好的開始。在此測試期間測量電感器電流的行為是驗證電感器尺寸是否適當?shù)年P鍵步驟。不要忽視這一步。