在早期汽車應用領域中，只有電子時鐘屬于長時間開啟的電子零件。但是多年以來，汽車制造商不斷在汽車中加裝新的電子裝置，并引進了新的技術，因此具有長時間運作的電子系統便不斷增加。今時今日，先進的駕駛人信息系統、娛樂信息與電傳系統，已成為一般汽車的標準配備，即使是在汽車未發動時，這些系統也必須保啟開啟狀態，以確保這當中的數據不會遺失。

在此同時，車用電子系統的設計也越趨復雜，而且愈來愈多中低階的汽車也都開始加裝了高階的電子裝置。新一代的汽車必須為駕駛人提供實時的信息，讓駕駛人在車內也可以辦公。由于汽車的功能愈趨多樣化，系統設計工程師面對的困難同樣與日俱增。因此，要如何利用穩壓系統來提供新的磁滯控制技術，可為低負載系統提供高效率的穩壓功能，同時也介紹其它的穩壓技術。但這些穩壓方法能否為低負載系統提供高效率的穩壓功能？這些方法有何優點？這些都是未來必須要面對的問題。

長時間運作下的車用電子系統

過去有個案例，曾有駕駛人將汽車停放在機場停車場內近兩個月之久，后來取車時卻發覺汽車電池的儲電已完全耗盡。這個問題顯示出設計車用電子系統的工程師，必須留意車用電子系統的功耗，特別是負載較低，但必須長時間運作的電子設備，以確保這類系統的累積功耗可以減至最少。

在目前車用電子市場上，已經有許多電子裝置需要配備長時間開啟的功能也同樣適用，像是利用電池供電的電子裝置，就像是一般可攜式醫療設備（如：胰島素輸送泵），或配備后備電池的視訊轉換盒等，便屬于這類必須長期開啟的電子設備。不過，上述電子裝置都有一個共通點，就是在系統已經處于待機模式下，仍需繼續執行一些基本的功能，使得最低負載系統的效率愈高，電池的壽命便愈長，其它的電子裝置或系統，也因此可以節省更多能源。

電子系統的設計日趨復雜，系統設計工程師要面臨的挑戰也越多。由于備用時間要進一步延長，但是采用全功率作業模式時，系統的耗電量卻也就相應大增。因此，這類系統的備用模式及全功率作業模式，一般都會分別從不同的電源系統借以獲得些微的電力供給。換言之，即使不同供電系統的電壓完全相同，電源管理系統的設計也會有所不同，來滿足不同的需求。

在負載范圍較廣的系統內　如何發揮更高的效率

一直以來，具長時效性的5V電源供應系統，大都采用靜態電流（Iq）極低的線性低壓降穩壓器。但為了滿足低電壓作業的市場要求，有愈來愈電子產品廠商紛紛將產品的工作電壓調低，而長時間運作的供電系統，也必須順應這個潮流。

許多這方面的供電系統，已經采用3.3V的低電壓供應，相信在不久的將來，這類低壓供電系統也會越趨普及，甚至還有可能將供電電壓降至2.5V或以下。不過，由于整個系統所需的供電量持續上升，使得負載電流很容易就會產生不跌反升的現象。加上低壓降穩壓器的效率極低，所產生的負載電流越高，功率消耗也就越大，使得低壓降穩壓器在市場中越來越不受到歡迎。

這么說好了，無論輸出電流有多少，低壓穩壓器的最高效率都不會超過 27.5%（輸入電壓：12V、輸出電壓：3.3V、最高效率：3.3V/12V＝27.5%），此公式并未將低壓降穩壓器的操作電流計算在內，因此若將此一并計算，實際所產生的效率會更低。而目前低靜態電流低壓降穩壓器，大部分都可以因應負載電流的大小，進而調節偏壓電流。

就像是負載電流較低，偏壓電流便會降至最低，以確保能保持以上所說的最高效率，如此一來便會減緩穩壓速度。假設此時的負載過高，穩壓器便會提高偏壓電流，才能確保負載瞬時反應達到最佳化的目標。不過，這樣的設計方式會使得系統的整體越來越復雜，因為低靜態電流供電系統為不同負載狀況，提供的總電流便會因此而上升，這是一個無可避免的發展趨勢。

另外，雖然目前市場上已有部分具有低靜態電流、高輸入電壓的低壓降穩壓器解決方桉，不過大部分的解決方桉的最高輸出電流都不超過 100mA。即使這些解決方桉可以提供較高的輸出電流，但也會增加系統功耗，使問題變得更為復雜。

可否改用開關穩壓器作為解決方案

從上面的問題來看，考慮到使用開關式的電源供應解決方桉，對于高輸出電流的效率問題就能獲得解決。不過，這有辦法對應到舊問題，但新的問題又會出現。例如：低負載的設計方式會產生其它問題，因為在汽車電子系統中的電源供應解決方桉中，大部分是采用固定式開關頻率的設計方式，才能將電子設備的脈沖寬度調變（PWM）控制設計維持最佳化的狀態。而采用PWM設計方式的主要優點，較能符合電磁兼容性（EMC）的規范要求，并在需要時可以按照設定的開關頻率，優化所有濾波功能。可惜，PWM模式也有所限制，例如：在低負載的情況下，效率便不大理想。

另外，由于開關過程會產生損耗電流，加上開關穩壓器本身也需消耗電流，因此當實際負載下降到最高負載的10%以下的時候，供電系統的整體效率便會大幅下降，若實際負載下降到最高負載的1%，效率甚至會下降至50%以下。因此，這方面的表現必須經過大幅的改善之后，開關穩壓器才能夠適何用在備用供電系統上。

脈沖頻率調變（PFM）模式

另一項，看似可行的解決方桉則是利用脈沖頻率調變的控制方法。其主要特點在于，開關頻率會因為負載電流而有所改變。換句話說，就是當負載電流越低，開關頻率也就越低，如此一來便可將低負載電流所產生的開關損耗降到最低。

基本上，使用開關穩壓器作業時，耗損掉的電流也會降低，因為這類型的穩壓器電路設計比較簡單，而體積也較小。因此，系統也可以獲得更廣的負載范圍，并發揮更高的效率。但負載若降到接近最低的極限，導致電流低于1mA，效率便未必這么理想。另一缺點是由于開關頻率并不固定，電磁兼容性的表現便較難預測，甚至需要投入更多資源改善設計。因此，甚少車用電子系統采用這個解決方桉。

磁滯控制（Hysteretic Control）

或許，利用磁滯進行控制也是另一個具有可行性的解決方桉。就像 PFM模式一樣，即使在低負載的作業情況下，系統也可調節開關頻率，比方說，頻率會隨著負載的減少而下降。因此，負載越低，效率則越高，這就是應用磁滯控制的最大優點。

但在，一旦系統處于高負載的運作下，系統的開關頻率將會視不同的組件參數及運作狀況，而有所改變，例如：輸入電壓、負載電流、電感值、輸出電容器，以及等效串聯電阻等，將對開關頻率都有很大的影響。而上述參數的數值大部分都會隨著溫度的變化而變動，若將這些因素加在一起，開關頻率及電磁兼容性更難符合汽車工業的嚴格規范。