汽車市場一直是凌力爾特關注的最終市場。在上一財年，這一市場的銷售收入已經增長到約占公司總體銷售收入的 20%，增速持續(xù)高于公司的總體增速。關鍵的增長驅動因素是需要提高行車安全、燃料效率和改善高級駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS)。此外，混合動力和全電動型汽車的激增不斷促進對創(chuàng)新性模擬電源轉換產品的需求。除了車用電子產品的增加，全球汽車市場預計也將穩(wěn)步增長，從而擴大了對更多車輛生產的需求。

汽車電子系統(tǒng)中有很多應用，甚至在車輛停泊后也需要連續(xù)供電，例如遙控無鑰匙進入、安防甚至個人信息娛樂系統(tǒng)，汽車電子系統(tǒng)通常包括導航、GPS 定位和應急呼叫 e-call 功能。也許難以理解為什么這些系統(tǒng)必須保持接通，甚至在車輛未行駛時，不過這些系統(tǒng)的 GPS 功能必須“始終保持接通”，以支持應急通信和安防功能 (例如，在發(fā)生事故時，準確確定地點)。這種要求也很有必要，以便外部操作人員在需要時，可以實施基本控制。因此，對這些應用的一個關鍵要求是，其電子系統(tǒng)吸取很低的靜態(tài)電流，以延長電池壽命。

顯然，無論每年銷售多少輛汽車，汽車中的電子系統(tǒng)都將繼續(xù)增加。人們在努力推進混合動力和全電動型汽車的發(fā)展，這也成為推進這一市場增長的催化劑。隨著用電池作為電源的方法日益普及，也需要最大限度延長電池的可用壽命。電池失衡 (也就是組成一個電池包的各節(jié)電池的充電狀態(tài)失配) 是大型鋰離子電池包的一個問題，這是由制造工藝、工作條件和電池老化的不同造成的。電池失衡可能降低電池組的總體容量并有可能損壞電池包。失衡使得無法跟蹤電池從充電狀態(tài)到放電狀態(tài)的過程，而且如果不能嚴格監(jiān)視這個過程，就可能導致電池被過度充電或放電，這將永久性地損壞電池。

無論是混合 / 電動型汽車 (HEV) 還是電動型汽車 (EV)，電池制造商通常都會針對容量和內部電阻對其電池包使用的電池進行分類，以減少交付給客戶任何給定批次的電池之間的差異。然后，用經過仔細選擇的電池組成汽車電池包，以提高電池包中電池之間的總體匹配度。理論上，這樣做應該能夠防止在電池包中出現(xiàn)嚴重的失衡，但是盡管如此，當組成一個大型電池包時，要想在電池包壽命期內保持很高的電池容量，既需要電池監(jiān)視，也需要電池平衡。正是因為能夠同時提供電池監(jiān)視和平衡，所以凌力爾特新的電池管理系統(tǒng) (BMS) 產品已經獲得了廣泛接受，是目前為數(shù)不多經過道路行駛證明、正在生產以為轎車和公共汽車采用的 BMS 產品之一。

此外，電池不再僅用于 HEV 或 EV 了，在某些 2017 型號汽車中，新提出的汽車標準 LV148 將 48V 輔助總線與現(xiàn)有 12V 系統(tǒng)整合到一起。該 48V 軌包括一個集成式起動發(fā)電機 (ISG) 或帶式起動發(fā)電機、一個 48V 鋰離子電池和一個雙向 DC/DC 轉換器，用 48V 和 12V 電池合起來提供高達 10kW 可用能量。隨著汽車制造商努力滿足日益嚴格的 CO2 排放目標，這種技術被用在常規(guī)內燃機汽車以及混合電動型和輕度混合動力型汽車上。

就這個新標準而言，12V 總線將繼續(xù)給點火、照明、信息娛樂和音頻系統(tǒng)供電。48V 總線將給主動底盤系統(tǒng)、空調壓縮機、可調懸掛、以及電子增壓機 / 渦輪增壓機供電，還支持再生制動。這條額外的 48V 總線預計不久就將在各種投產車型中提供，使用這條總線還可支持發(fā)動機啟動，這將使停-啟操作更加平滑。另外，更高的電壓意味著所需電纜橫截面積更小，這減小了電纜尺寸和重量。今天的高端汽車可能有超過 4 千米導線。車輛將變得更像 PC，為使用大量即插即用式設備創(chuàng)造了可能性。平均而言，遠距離上下班往返的人一天有 9% 的時間在車中度過。因此，將多媒體和遠程信息處理引入車中有可能提高效率，并提供額外的娛樂。

48V 電池系統(tǒng)很快就會到來。按照某些汽車制造商的說法，就內燃機車輛而言，基于 48V 的電氣系統(tǒng)可使燃料經濟性提高 10% 至 15%，從而降低了 CO2 排放量。

另外，將來使用 48V/12V 雙系統(tǒng)的車輛將允許工程師集成電氣升壓器技術，該技術運行時不受發(fā)動機負載影響，因此提高了加速性能。壓縮機已處于前期開發(fā)階段，放置在感應系統(tǒng)和冷熱氣自動調節(jié)機之間，用 48V 電壓啟動渦輪增壓機。

因此很顯然的是，在 12V 和 48V 電池之間需要雙向降壓型和升壓型 DC/DC 轉換器。這種 DC/DC 轉換器可用來給任一電池充電，而且如果需要，還允許兩個電池給相同的負載提供電流。大多數(shù)較早的 48V/12V 雙電池 DC/DC 轉換器設計都采用不同的電源組件進行升壓和降壓。因此，凌力爾特設計開發(fā)了 LTC3871，這是一款雙向 DC/DC 控制器，使用相同的外部電源組件進行升壓轉換和降壓轉換。

LTC3871 是一款 100V/30V 雙向兩相同步降壓或升壓型控制器，在 12V 和 48V 電路板網絡之間提供雙向 DC/DC 控制和電池充電。該器件從 48V 總線到 12V 總線以降壓模式運行，或從 12V 總線到 48V 總線以升壓模式運行。兩種模式都可通過所加控制信號按需配置。可以并聯(lián)多達 12 個相位，并采用不同相的時鐘，以針對大電流應用 (高達 250A) 最大限度降低輸入和輸出濾波要求。其先進的電流模式架構在并聯(lián)時提供出色的相位間電流匹配。采用 12 相設計時，在降壓模式或升壓模式可提供高達 3kW 功率。

當啟動汽車或當需要額外功率時，LTC3871 通過將能量從一個電路板網絡轉換到另一個電路板網絡，允許兩個電池同時供能?？蓪崿F(xiàn)高達 97% 的效率，且內置電流設定環(huán)路調節(jié)在任一方向上可提供給負載的最大電流。4 個控制環(huán)路 (兩個用于電流，兩個用于電壓) 在 48V 或 12V 電路板網絡上實現(xiàn)了電壓和電流控制。

LTC3871 以用戶可選的 60kHz 至 475kHz 固定頻率運行，也可同步至一個相同范圍的外部時鐘。在輕負載時，用戶可以選擇連續(xù)運行或脈沖跳躍模式。其他特點包括過載和短路保護、用于降壓和升壓模式的獨立環(huán)路補償、用于提高效率的 EXTVcc、隨溫度變化的 ±1% 輸出電壓調節(jié)準確度以及欠壓和過壓閉鎖。LTC3871 滿足 AEC-Q100 規(guī)范要求，為 ISO 26262 系統(tǒng)中的診斷范圍而設計。

LTC3871 采用耐熱增強型 48 引線 LQFP 封裝。提供 3 種溫度級版本，其中擴展和工業(yè)溫度級版本在 –40°C 至 125°C 溫度范圍內工作，高溫汽車級版本工作溫度范圍為 –40°C 至 150°C。以下圖 1 顯示了該器件的典型應用原理圖。原理圖頂部顯示的 P 溝道 MOSFET 用于過流和短路保護。

圖 1：從 26V 至 58V 輸入提供 12V 輸出的 LTC3871 雙向工作原理圖，該電路提供 30A 電流