汽車工業對於汽車電源管理的要求日益嚴苛，要求能夠在更寬的輸入電壓、更高的電流及更高的溫度極值等條件下進行電源供應。這使得開關模式電源設計成為主流，因為這類電源設計彈性大、可配置、散熱效率佳。
開關模式電源供應的核心元件是DC/DC轉換器。現今的汽車轉換器必須支援不同的運作條件，例如低壓運作(冷啟動)與正極暫態生存能力(抑制或未抑制的負載突降狀態)。汽車子系統的出現帶來更高的負載需求，使得這些轉換器的設計變得更加複雜。以下各節將為設計人員概述汽車電源供應的需求。
暫態保護
a) 負載突降
幾乎所有直接連接汽車電池的電子元件與電路都需要防範抑制的暫態電壓(高達60V)與反向電壓狀態。一般來說，電子電路的電源供應線路必須能夠承受某種程度的過電壓。汽車系統的情形更是如此，供應任一特定汽車電子系統的主電源輸入必須能夠承受暫態電壓狀態，包括發電機的負載突降。
由於發電機的控制迴路無法更快速地關閉，因此，當電池的電壓消失時，會產生高輸出電壓脈衝。在汽車的某個中央位置，此一高能量脈衝通常會被控制 (抑制)至較低的電壓，但是，汽車製造商仍會為供應商訂定電源供應輸入時的預期剩餘過壓。這類規格在汽車製造商之間各不相同，但是家用汽車的標準峰值約為40V，而商用汽車約為60V。負載突降所造成的脈衝，一般會持續十分之幾秒。
b) 儀錶板應用的冷啟動
汽車環境對於電源管理IC的需求與日俱增，其中一項需求是讓電源管理IC能夠在更寬範圍的電壓偏移下運作，這在直接連接電池的電子系統相當常見。此類暫態可藉由冷啟動脈衝來說明。在寒冷的環境下第一次啟動汽車時即會出現這種狀態。如果溫度相當低(降至結冰的溫度)，引擎用油可能會變得黏稠，並且要求馬達提供更高的功率(扭矩)，加重馬達的負載，進而使得電池必須提供更多的電流。在點燃引擎的過程中，重負載要求可以將電池電壓下調至3V。
其中的挑戰是，某些應用必須在此過程中保持運作。這些應用並非侷限於動力系統的電子控制單元(ECU)或安全性重要應用，在某些叢集與資訊娛樂子系統中也會出現。這種情形產生時，電源管理IC必須對輸入電壓進行升壓，以維持適當的調節輸出電壓，最終確保這些電子系統能夠正常運作。
可用於升壓/降壓轉換的拓樸有幾種不同的類型：SEPIC(單端初級電感轉換器)或單純的降壓/升壓轉換器。
SEPIC轉換器
SEPIC轉換器可提供降壓轉換，直到輸入電壓等於或低於輸出電壓。然後，轉換器便會提供升壓轉換，直到電池電壓降至輸入電壓所允許的最小值為止。使用SEPIC的主要缺點是，轉換器需要一個單耦合電感(變壓器)或兩個獨立電感，以及一個耦合電容。
這些電感與線圈的體積相當大，會佔用印刷電路板許多空間。對於維持體積尺寸與印刷電路板空間為主要需求的應用，這種情況不甚理想。
用於啟動的降壓升壓轉換器
在汽車應用中，過去幾年來對於降壓升壓轉換器的需求急遽提高。這對需要在電壓暫態期間繼續運作的應用來說特別有助益，例如冷啟動。
降壓升壓轉換器屬於DC/DC轉換器的一種，可讓其輸出電壓的量值高於或低於輸入電壓的量值。這是一種開關模式電源供應，具有類似於升壓轉換器與降壓轉換器的電路拓樸，而輸出電壓可根據開關電晶體的負載週期進行調節。
此類拓樸包含降壓功率級及其兩個功率開關，並透過功率電感連接升壓功率級及其兩個功率開關。有三種不同的運作模式可以控制這些開關：降壓升壓模式、降壓模式與升壓模式。特殊IC的運作模式是輸入輸出電壓比率的函數，以及IC的控制拓樸。
TPIC74100-Q1是一種降壓升壓的切換式調節器，能夠以電源供應的形式進行運作，確保在輸入電壓偏移與特定負載範圍的情況下保持穩定的輸出電壓。
TPIC74100-Q1具有電壓模式控制的整合開關，並且是以同步配置進行設計，藉以提升整體效率。透過某些外部元件(LC組合)，此裝置可將輸出調節至 5V ±3%，達到寬輸入電壓範圍，以便用於多種高輸入電壓應用。此裝置也提供重設功能，用來檢測與指示5V輸出電軌是否超出指定容差。使用REST端子的外部時序電容，即可設定此重設延遲。
TPIC74100具有頻率調節機制，能夠在頻帶上擴散頻譜雜訊，使系統設計符合電磁相容性測試的要求，而非以特定頻率達到峰值...
5Vg輸出是切換式5V調節輸出，其中具有內部電流限制功能，能夠在驅動電源供應線路的電容負載時防止RESET的出現。此一功能是由5Vg_ENABLE端子進行控制，如果此輸出(5Vg輸出)有接地短路，則輸出會以截波模式進行運作，以達到自我防護的效用。然而，在此故障狀態下，這會增加VOUT的輸出鏈波電壓。
降壓升壓轉換
運作模式會依據輸入電壓(Vdriver)與輸出負載條件，自動在降壓模式與升壓模式之間進行切換。
在正常運作模式中，會將系統配置為降壓轉換器。然而，在低輸入電壓脈衝期間，裝置會自動切換為升壓模式運作，以維持5V調節。當輸入電壓 (Vdrive)介於5.8V與5V之間，並在某些負載條件之下，此交越階段便會切換為升壓模式。
當裝置在升壓模式下運作，而且V(driver)出現在5.8V至5V的交越階段時，輸出調節可能會包含高於正常情況的鏈波，並且僅維持3%的容差。這種鏈波與容差會依據負載條件而定，因此會隨著負載條件的提高而獲得改善。
低功耗運作
在動力系統與儀錶板叢集一類的應用中，需要以低功耗模式運作，才能在汽車點火關閉時將功耗降至最低。TPIC74100-Q1具有輸入LPM，經過啟用後，便會在輕負載期間(一般低於30mA)以PFM(脈衝頻率調節)進行運作。在大多數的系統中，記憶體裝置需要在點火關閉期間維持部分電源以留存資料，此電量一般都低於100uA。若要支援此運作模式，模組耗用的總電源量不會超過 300uA。TPIC74100-Q1的低功耗模式提供150uA(一般)的靜態電流，透過切換頻率的變化，即可完成調節。
在PFM模式中，輸出負載的電流負載容量不會下降。在此模式之下，轉換器的效率會降低，並且，由於負載電流提高，其輸出電壓鏈波會比在PFM模式中略大。低功耗模式的功能可讓降壓模式進行運作。在升壓模式條件下，此裝置會自動以PWM模式運作。啟用低功耗模式後，降壓與升壓之間的切換同時會成為PWM模式及PFM模式之間的切換。
結論
在許多汽車應用中，汽車暫態電壓的問題仍將不斷地面臨挑戰。對於需要在這些狀態下持續維持運作的許多汽車電源管理系統，或者是電池電壓降於所需輸出電壓的非預期狀況，降壓升壓轉換器能夠發揮極大的效用。TPIC74100-Q1汽車降壓升壓轉換器可簡化汽車環境的設計，並且使設計工程師得以節省外部元件與印刷電路板空間(整合功率開關與同步運作)。TPIC74100-Q1採用具有導熱墊片的20接腳PWP封裝，指定的溫度範圍介於-40°C至+125°C之間。
開關模式電源供應的核心元件是DC/DC轉換器。現今的汽車轉換器必須支援不同的運作條件，例如低壓運作(冷啟動)與正極暫態生存能力(抑制或未抑制的負載突降狀態)。汽車子系統的出現帶來更高的負載需求，使得這些轉換器的設計變得更加複雜。以下各節將為設計人員概述汽車電源供應的需求。
暫態保護
a) 負載突降
幾乎所有直接連接汽車電池的電子元件與電路都需要防範抑制的暫態電壓(高達60V)與反向電壓狀態。一般來說，電子電路的電源供應線路必須能夠承受某種程度的過電壓。汽車系統的情形更是如此，供應任一特定汽車電子系統的主電源輸入必須能夠承受暫態電壓狀態，包括發電機的負載突降。
由於發電機的控制迴路無法更快速地關閉，因此，當電池的電壓消失時，會產生高輸出電壓脈衝。在汽車的某個中央位置，此一高能量脈衝通常會被控制 (抑制)至較低的電壓，但是，汽車製造商仍會為供應商訂定電源供應輸入時的預期剩餘過壓。這類規格在汽車製造商之間各不相同，但是家用汽車的標準峰值約為40V，而商用汽車約為60V。負載突降所造成的脈衝，一般會持續十分之幾秒。
b) 儀錶板應用的冷啟動
汽車環境對於電源管理IC的需求與日俱增，其中一項需求是讓電源管理IC能夠在更寬範圍的電壓偏移下運作，這在直接連接電池的電子系統相當常見。此類暫態可藉由冷啟動脈衝來說明。在寒冷的環境下第一次啟動汽車時即會出現這種狀態。如果溫度相當低(降至結冰的溫度)，引擎用油可能會變得黏稠，並且要求馬達提供更高的功率(扭矩)，加重馬達的負載，進而使得電池必須提供更多的電流。在點燃引擎的過程中，重負載要求可以將電池電壓下調至3V。
其中的挑戰是，某些應用必須在此過程中保持運作。這些應用並非侷限於動力系統的電子控制單元(ECU)或安全性重要應用，在某些叢集與資訊娛樂子系統中也會出現。這種情形產生時，電源管理IC必須對輸入電壓進行升壓，以維持適當的調節輸出電壓，最終確保這些電子系統能夠正常運作。
可用於升壓/降壓轉換的拓樸有幾種不同的類型：SEPIC(單端初級電感轉換器)或單純的降壓/升壓轉換器。
SEPIC轉換器
SEPIC轉換器可提供降壓轉換，直到輸入電壓等於或低於輸出電壓。然後，轉換器便會提供升壓轉換，直到電池電壓降至輸入電壓所允許的最小值為止。使用SEPIC的主要缺點是，轉換器需要一個單耦合電感(變壓器)或兩個獨立電感，以及一個耦合電容。
這些電感與線圈的體積相當大，會佔用印刷電路板許多空間。對於維持體積尺寸與印刷電路板空間為主要需求的應用，這種情況不甚理想。
用於啟動的降壓升壓轉換器
在汽車應用中，過去幾年來對於降壓升壓轉換器的需求急遽提高。這對需要在電壓暫態期間繼續運作的應用來說特別有助益，例如冷啟動。
降壓升壓轉換器屬於DC/DC轉換器的一種，可讓其輸出電壓的量值高於或低於輸入電壓的量值。這是一種開關模式電源供應，具有類似於升壓轉換器與降壓轉換器的電路拓樸，而輸出電壓可根據開關電晶體的負載週期進行調節。
此類拓樸包含降壓功率級及其兩個功率開關，並透過功率電感連接升壓功率級及其兩個功率開關。有三種不同的運作模式可以控制這些開關：降壓升壓模式、降壓模式與升壓模式。特殊IC的運作模式是輸入輸出電壓比率的函數，以及IC的控制拓樸。
TPIC74100-Q1是一種降壓升壓的切換式調節器，能夠以電源供應的形式進行運作，確保在輸入電壓偏移與特定負載範圍的情況下保持穩定的輸出電壓。
TPIC74100-Q1具有電壓模式控制的整合開關，並且是以同步配置進行設計，藉以提升整體效率。透過某些外部元件(LC組合)，此裝置可將輸出調節至 5V ±3%，達到寬輸入電壓範圍，以便用於多種高輸入電壓應用。此裝置也提供重設功能，用來檢測與指示5V輸出電軌是否超出指定容差。使用REST端子的外部時序電容，即可設定此重設延遲。
TPIC74100具有頻率調節機制，能夠在頻帶上擴散頻譜雜訊，使系統設計符合電磁相容性測試的要求，而非以特定頻率達到峰值...
5Vg輸出是切換式5V調節輸出，其中具有內部電流限制功能，能夠在驅動電源供應線路的電容負載時防止RESET的出現。此一功能是由5Vg_ENABLE端子進行控制，如果此輸出(5Vg輸出)有接地短路，則輸出會以截波模式進行運作，以達到自我防護的效用。然而，在此故障狀態下，這會增加VOUT的輸出鏈波電壓。
降壓升壓轉換
運作模式會依據輸入電壓(Vdriver)與輸出負載條件，自動在降壓模式與升壓模式之間進行切換。
在正常運作模式中，會將系統配置為降壓轉換器。然而，在低輸入電壓脈衝期間，裝置會自動切換為升壓模式運作，以維持5V調節。當輸入電壓 (Vdrive)介於5.8V與5V之間，並在某些負載條件之下，此交越階段便會切換為升壓模式。
當裝置在升壓模式下運作，而且V(driver)出現在5.8V至5V的交越階段時，輸出調節可能會包含高於正常情況的鏈波，並且僅維持3%的容差。這種鏈波與容差會依據負載條件而定，因此會隨著負載條件的提高而獲得改善。
低功耗運作
在動力系統與儀錶板叢集一類的應用中，需要以低功耗模式運作，才能在汽車點火關閉時將功耗降至最低。TPIC74100-Q1具有輸入LPM，經過啟用後，便會在輕負載期間(一般低於30mA)以PFM(脈衝頻率調節)進行運作。在大多數的系統中，記憶體裝置需要在點火關閉期間維持部分電源以留存資料，此電量一般都低於100uA。若要支援此運作模式，模組耗用的總電源量不會超過 300uA。TPIC74100-Q1的低功耗模式提供150uA(一般)的靜態電流，透過切換頻率的變化，即可完成調節。
在PFM模式中，輸出負載的電流負載容量不會下降。在此模式之下，轉換器的效率會降低，並且，由於負載電流提高，其輸出電壓鏈波會比在PFM模式中略大。低功耗模式的功能可讓降壓模式進行運作。在升壓模式條件下，此裝置會自動以PWM模式運作。啟用低功耗模式後，降壓與升壓之間的切換同時會成為PWM模式及PFM模式之間的切換。
結論
在許多汽車應用中，汽車暫態電壓的問題仍將不斷地面臨挑戰。對於需要在這些狀態下持續維持運作的許多汽車電源管理系統，或者是電池電壓降於所需輸出電壓的非預期狀況，降壓升壓轉換器能夠發揮極大的效用。TPIC74100-Q1汽車降壓升壓轉換器可簡化汽車環境的設計，並且使設計工程師得以節省外部元件與印刷電路板空間(整合功率開關與同步運作)。TPIC74100-Q1採用具有導熱墊片的20接腳PWP封裝，指定的溫度範圍介於-40°C至+125°C之間。
