前端“预升压” 美信车载电源系统供电设计
简介
随着汽车启停技术（空闲状态自动关闭引擎）应用的普及，越来越多的车载系统要求能够工作在较低的输入电压，低压输入往往发生在热启动（电池电压低于6V）或冷启动（电池电压低于3V）条件下。图1介绍了常见的汽车系统供电架构方案。
在一些主电源为3.3V的供电系统中，前端采用低压差的buck转换器即可满足要求（CASE 1）。需要时，可以选择一路boost转换器将3.3V升压到5V （例如为CAN总线收发器供电）或更高电压（CASE2）。有些系统采用5V或更高电压供电，此时需要在前端进行“预升压”，保证buck的输入电压不会低于指定电压（CASE 3），本设计适用于后者。
图1. 汽车电源方案。
汽车设计中，低电磁辐射也是一项重要的考核指标，特别是在敏感的AM频段。本设计中，电源的开关工作频率远高于AM频段（例如：开关频率在1.71MHz以上，位于MW频段的高端），进而解决了干扰问题。较高的开关频率也有助于减少系统尺寸，降低外围元件的成本。
图2是开关电源的原理图，MAX15005升压控制器与MAX16952降压控制器相组合，配合外围电路提供合理的车载系统供电方案。两款IC均同步到控处理器或专用IC提供的外部2MHz时钟，便于优化电源的开关频率。电池正常供电的条件下，MAX15005不工作，通过MAX16952提供稳定的8V OUTB电压。冷启动时，由于电池电压降低，则通过MAX15005提升节点OUTA的电压，确保MAX16952提供稳定的8V OUTB电压。两款IC的高可靠性，可以满足汽车环境中高达40V的抛负载。该方案已经通过测试，在OUTB节点提供高达20W的输出功率 （8V@2.5A）。更换外围电路，可以获得更高的输出功率。
图2. 开关电源原理图。
MAX16952的外围元件
1、输出电压和开关频率
为了在OUTB端获得稳定的8V输出，需要合理选择反馈分压电阻（R22和R21）。选择R22 = 51KΩ （MAX16952数据资料推荐低边电阻R22 100kΩ），R21根据下式计算：
（式1）
式中，VFB = 1V （典型值）。
选择标准阻值R22 = 360kΩ ，典型输出电压为：
（式2）
假设阻值误差为1%，最小和最大OUTB输出电压为：
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