【導讀】汽車(chē)系統需要承受高溫差、極端輸入瞬變和其它多種干擾的影響。汽車(chē)中幾乎所有的電子產(chǎn)品都需經(jīng)過(guò)嚴格的測試，以符合汽車(chē)電子委員會(huì )（AEC）規定的質(zhì)量體系標準和組件資質(zhì)。大多數汽車(chē)系統采用12V鉛酸電池，并且您可能知道，電池的電壓幾乎在您可以想到的每種情況下都會(huì )發(fā)生變化：環(huán)境溫度、負載條件、使用年限等等，不勝枚舉。
正常工作條件下，電壓的變化范圍可達到9V-16V。在某些工作條件下，甚至會(huì )更大。啟動(dòng)內燃機時(shí)，12V鉛酸電池必須為起動(dòng)電機的繞組提供足夠的能量，在短時(shí)間內提供大量的電流，導致電池電壓急劇下降。極低的溫度會(huì )導致電池電壓降至更低水平。這種現象稱(chēng)為冷啟動(dòng)。典型的測試波形如圖1所示，其中電壓可以降至3V。
圖1：汽車(chē)電池冷啟動(dòng)電壓曲線(xiàn)
假設我們正在設計一款由12V鉛酸電池直接供電的12V汽車(chē)音響系統。如何使音響系統保持恒定的輸入電壓？記住，如上所述，電池電壓的波動(dòng)范圍可達3V至16V。降壓轉換器有用嗎？不行。當電池電壓低于12V時(shí)，音響系統的輸入將下降，可能會(huì )導致欠壓狀態(tài)。我們來(lái)試一下升壓轉換器。還是不行。當電池電壓大于12V時(shí)，音響系統的輸入將上升，可能導致過(guò)電壓狀態(tài)并損壞電子設備。我們需要的是降壓 - 升壓轉換器。顧名思義，無(wú)論輸入電壓如何，該拓撲都可以降壓或升壓到穩定的輸出電壓。最重要的是，即使電壓波動(dòng)，它也能提供恒定的能量。圖2所示為降壓拓撲的簡(jiǎn)單級聯(lián)升壓。
圖2：級聯(lián)降壓 - 升壓轉換器
降壓 - 升壓拓撲有許多變化和簡(jiǎn)化，而且與圖2所示的拓撲結構相比存在很多優(yōu)點(diǎn)。例如，兩個(gè)轉換器可以簡(jiǎn)化，并共享一個(gè)電感器，從而節省電路板空間（見(jiàn)圖3A）。想提高效率嗎？去掉續流二極管并添加MOSFET以降低傳導損耗，這是四開(kāi)關(guān)降壓 - 升壓（圖3B）。還在擔心電路板空間不夠用？為何不采用四開(kāi)關(guān)轉換器，并將MOSFET移至控制IC內部（圖3C），從而節省寶貴的PCB空間。
圖3A：2開(kāi)關(guān)降壓 - 升壓轉換器
圖3B：4開(kāi)關(guān)降壓 - 升壓轉換器
圖3C：具有集成MOSFET的降壓 - 升壓轉換器
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