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    汽車應急啟動電源工作原理(以六大方面詳解)

    來源:昂佳汽車應急啟動電源 作者:昂佳科技 點擊:發表時間:2019-09-11 12:40:13

    在人人都使用手機的智能時代,其電量續航問題也成為了人們一大關注點,因此,移動電源(俗稱充電寶)應運而生,以便捷式出行,簡單快速充電,受到廣大用戶喜愛;甚至你現在隨意逛個商場、奶茶店,前臺都會準備著共享充電寶,十分方便。

    手機的電量續航解決了,老司機們可就不愿意了,咱們的汽車虧電無法啟動怎么解決呢?只能搭電?叫救援?OK,商家們在移動電源的基礎上,研發出了汽車應急啟動電源,專為虧電汽車供電打火,保證續航;汽車應急啟動電源的問世,同樣是不同凡響,在整個車友界都有著它的話題,就拿最近比較熱議的:汽車應急啟動電源工作原理是什么?下面來給大家講講。

    前面我們提到,汽車應急啟動電源大多是移動電源廠家研發生產,因為移動電源制作門檻低,熟悉簡單的電路就行,所以做汽車應急啟動電源的工廠大多都沒有核心的產品技術,電池電芯被充當一個組裝整合的程序,這樣的產品以低廉的價格賣給消費者,影響使用安全和行業平衡。這里我們以六方面來講解汽車應急啟動電源的原理是怎樣的。

    一、輸入電壓VIN范圍,12V電池電壓的瞬變范圍決定了電源轉換IC的輸入電壓范圍。我們常見的汽車蓄電池電壓范圍為9V~16V,當發動機關閉時,汽車蓄電池的標稱電壓為12V;發動機工作時,蓄電池電壓在14.4V左右。在不同條件下,瞬態 電壓也可能 達到±100V。ISO7637-1行業標準定義了 汽車蓄電池的電壓波動范圍。除了ISO7637-1,還有一些針對燃氣發動機定義的電池工作 范圍和環境。大多數新的規范是由不同 的OEM 廠商提出的,不一定遵循行業標準。但是,任何新標準只要是涉及到汽車安全都要求系統具有過壓和欠壓、防反沖保護。

    二、散熱,散熱需要根據DC-DC轉換器的最低效率進行設計。在空氣流通差,或者沒有空氣流通的應用場合下,如果環境溫度較高,且外殼存在熱源,設備會迅速發熱。這就好比,大多數音頻放大器需要安裝在散熱片上,并需要提供良好的空氣流通條件以耗散熱量。另外,PCB材料和一定的覆銅區域有助于提高熱傳導效率,從而達到最佳的散熱條件。

    將電池電壓轉換成低壓(比如:3.3V)輸出時,線性穩壓器將損耗75%的輸入功率,效率極低。為了提供1W的輸出功率,將會有3W的功率作為熱量消耗掉。受環境溫度和管殼/結熱阻的限制,將會明顯降低1W最大輸出功率。對于大多數高壓DC-DC轉換器,輸出電流在150mA至200mA范圍時,LDO能夠提供較高的性價比。

    將電池電壓轉換成低壓(例如:3.3V),功率達到3W時,需要選擇高端開關型轉換器,這種轉換器可以提供30W以上的輸出功率。這也正是汽車應急啟動電源制造商通常選用開關電源方案而排斥基于LDO的傳統架構的原因。

    三、靜態工作電流(IQ)及關斷電流(ISD)。隨著汽車中電子控制單元(ECU)數量的快速增長,汽車蓄電池消耗的總電流也不斷增長。即使發動機關閉并且電池電量耗盡時,有些ECU單元仍然保持 工 作。為了保證靜態工作電流IQ在可控范圍內,大多數OEM廠商開始對每個ECU的IQ加以限制。例如歐盟提出的要求是:100μA/ECU。絕大多數歐盟 汽車標準規定ECU的IQ典型值低于100μA。始終保持工作狀態的器件,例如:CAN收發器、實時時鐘和微控制器的電流損耗是ECU IQ的主要考慮因素,電源設計需要考慮最小IQ預算。

    四、成本控制,對于成本和規格的折中是影響電源材料清單的重要因素。對于大批量生產的產品,成本是設計中需要考慮的重要因素。PCB類型、散熱能力、允許選擇的封裝及其它設計約束條件實際受限于特定項目的預算。例如,使用4層板FR4和單層板CM3,PCB的散熱能力就會有很大差異。

    五、位置/布局,在電源設計中PCB和元件布局會限制電源的整體性能。結構設計、電路板布局、噪聲靈敏度、多層板的互連問題以及其它布板限制都會制約高芯片集成電源的設計。而利用負載點電源產生所有必要的電源也會導致高成本,將眾多元件集于單一芯片并不理想。電源設計人員需要根據具體的項目需求平衡整體的系統性能、機械限制和成本。

    六、電磁輻射,隨著時間的變化電場會產生電磁輻射,輻射強度取決于頻率和幅度,一個工作電路所產生的電磁干擾會直接影響另一電路。為了避免這些負面影響,OEM廠商針對ECU單元制定了最大電磁輻射限制。

    為保持電磁輻射(EMI)在受控范圍內,DC-DC轉換器的類型、拓撲結構、外圍元件選擇、電路板布局及屏蔽都非常重要。經過多年的積累,電源IC設計者研究出了各種限制EMI的技術。外部時鐘同步、高于AM調制頻段的工作頻率、內置MOSFET、軟開關技術、擴頻技術等都是速銳得近年推出的EMI抑制方案。


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