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  汽车应急启动电源原理_信息与通信_工程科技_专业资料。介绍汽车应急启动电源原理

  汽车应急启动电源原理 汽车启动器应急启动汽车的原理 一般做汽车应急启动电源的工厂都没有核心的产品技术, 电池电芯被充当了 一个组装和整合的程序, 所以这样的产品是很不具有市场竞争力的。昂佳汽车应 急启动电源在这些方面就不同于其他厂家,他有自己的聚合物生产事业部,有自 己的 PCBA 板研发部。 目前汽车应急启动电源产品的销售以每月30%的速度直线递 增,市场稳步上升。后半年10月份天气逐渐降温后,汽车应急启动产品还将继续 迎来它的市场旺季。 1、输入电压 VIN 范围:12V 电池电压的瞬变范围决定了电源转换 IC 的输入电压 范围 典型的汽车电瓶电池电压范围为9V 至16V,发动机关闭时,汽车电瓶电池的标称 电压为12V; 发动机工作时, 电池电压在14.4V 左右。 但是, 不同条件下, 瞬态 电 压也可能达到±100V。 ISO7637-1行业标准定义了汽车电池的电压波动范围。图1 和图2所示波形即为 ISO7637标准给出的部分波形,图中显示 了高压汽车电源转 换器需要满足的临界条件。除了 ISO7637-1,还有一些针对燃气发动机定义的电 池工作范围和环境。大多数新的规范是由不同的汽车应急启动电源厂商提出的, 不一定遵循行业标准。 但是, 任何新标准只要是涉及到汽车安全都要求系统具有 过压和欠压、防反冲保护。 2、散热考虑:散热需要根据 DC-DC 转换器的最低效率进行设计 空气流通较差甚至没有空 气流通的应用场合,如果环境温度较高(30°C),外 壳存在热源(1W),设备会迅速发热(85°C)。例如,大多数音频放大器需要安 装在散热片上,并需要提供良好的空气流通条件以耗散热量。另外,PCB 材料和 一定的覆铜区域有助于 提高热传导效率,从而达到最佳的散热条件。如果不使 用散热片,封装上的裸焊盘的散热能力限制在2W 至3W(85°C)。随着环境温度升 高,散热能力会明显降低。 将电池电压转换成低压(例如: 3.3V)输出时,线%的输入功率, 效率极低。为了提供1W 的输出功率,将会有 3W 的功率作为热量消耗 掉。受环 境温度和管壳/结热阻的限制,将会明显降低1W 最大输出功率。对于大多数高压 DC-DC 转换器,输出电流在150mA 至200mA 范围时,LDO 能够提供较高的性价比。 将电池电压转换成低压(例如:3.3V),功率达到3W 时,需要选择高端开关型转 换器,这种转换器可以提供30W 以上的输出功率。这也正是汽车电源制造商通常 选用开关电源方案,而排斥基于 LDO 的传统架构的原因。 3、静态工作电流(IQ)及关断电流(ISD) 随 着汽车中电子控制单元(ECU)数量的快速增长, 从汽车电池消耗的总电流也不 断增长。 即使当发动机关闭并且电池电量耗尽时, 有些 ECU 单元仍然保持 工 作。 为了保证静态工作电流 IQ 在可控范围内,大多数 OEM 厂商开始对每个 ECU 的 IQ 加以限制。例如欧盟提出的要求是:100μ A/ECU。绝大多数 欧盟 汽车标准规定 ECU 的 IQ 典型值低于100μ A。始终保持工作状态的器件,例如:CAN 收发器、实 时时钟和微控制器的电流损耗是 ECU IQ 的主要 考虑因素,电源设计需要考虑最 小 IQ 预算。 4、成本控制:OEM 厂商对于成本和规格的折中是影响电源材料清单的重要因素 对于大批量生产的产品,成本是设计中需要考虑的重要因素。PCB 类型、散热能 力、允许选择的封装及其它设计约束条件实际受限于特定项目的预算。例如,使 用4层板 FR4和单层板 CM3,PCB 的散热能力就会有很大差异。 项目预算还会导致另一制约条件,用户能够接受更高成本的 ECU,但不会花费时 间和金钱用于改造传统的电源设计。对于一些成本很高的新的开发平台,设计人 员只是简单地对未经优化的传统电源设计进行一些简单修整。 5、位置/布局:在电源设计中 PCB 和元件布局会限制电源的整体性能 结构设计、电路板布局、噪声灵敏度、多层板的互连问题以及其它布板限制都会 制约高芯片集成电源的设计。 而利用负载点电源产生所有必要的电源也会导致高 成本, 将众多元件集于单一芯片并不理想。电源设计人员需要根据具体的项目需 求平衡整体的系统性能、机械限制和成本。 6、电磁辐射 随时间变化的电场会产生电磁辐射,辐射强度取决于场的频率和幅度,一个工作 电路所产生的电磁干扰会直接影响另一电路。例如,无线电频道的干扰可能导致 安全气囊的误动作,为了避免这些负面影响,汽车应急启动电源厂商针对 ECU 单元制定了最大电磁辐射限制。 为 保持电磁辐射(EMI)在受控范围内,DC-DC 转换器的类型、拓扑结构、外围元 件选择、电路板布局及屏蔽都非常重要。经过多年的积累,电源 IC 设计者研究 出了各种限制 EMI 的技术。外部时钟同步、高于 AM 调制频段的工作频率、内置 MOSFET、软开关技术、扩频技术等都是昂佳科技得近年推出的 EMI 抑制方案。

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