汽車(chē)應急啟動(dòng)電源質(zhì)量標準要求
一般做汽車(chē)應急啟動(dòng)電源的工廠(chǎng)都沒(méi)有核心的產(chǎn)品技術(shù),電池電芯被充當了一個(gè)組裝和整合的程序,所以這樣的產(chǎn)品是很不具有市場(chǎng)競爭力的。格瑞普電池OEM的汽車(chē)應急啟動(dòng)電源在這些方面就不同于其他廠(chǎng)家,我們有自己的聚合物鋰電池生產(chǎn)研發(fā)工廠(chǎng),有自己的產(chǎn)品結構設計和鋰電pack工廠(chǎng)中心,一個(gè)產(chǎn)品是一體化定制完成,產(chǎn)品質(zhì)量保障方面很可靠。


1、應急啟動(dòng)電源輸入電壓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
典型的汽車(chē)電瓶電池電壓范圍為9v至16v,發(fā)動(dòng)機關(guān)閉時(shí),汽車(chē)電瓶電池的標稱(chēng)電壓為12V;發(fā)動(dòng)機工作時(shí),電池電壓在14.4v左右。但是,不同條件下,瞬態(tài)電壓也可能達到士100V。IS07637-1行業(yè)標準定義了汽車(chē)電池的電壓波動(dòng)范圍。除了ISO7637-1,還有一些針對燃氣發(fā)動(dòng)機定義的電池工作范圍和環(huán)境。大多數新的規范是由不同的汽車(chē)應急啟動(dòng)電源廠(chǎng)商提出的,不一定遵循行業(yè)標準。但是,任何新標準只要是涉及到汽車(chē)安全都要求系統具有過(guò)壓和欠壓、防反沖保護。
2、應急啟動(dòng)電源的散熱考慮:散熱需要根據DC-DC轉換器的最低效率進(jìn)行設計空氣流通較差甚至沒(méi)有空氣流通的應用場(chǎng)合,如果環(huán)境溫度較高(〉30℃),外殼存在熱源C1W),設備會(huì )迅速發(fā)熱85℃)。例如,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。如果不使用散熱片,封裝上的裸焊盤(pán)的散熱能力限制在2W至3W(85癈)。隨著(zhù)環(huán)境溫度升高,散熱能力會(huì )明顯降低。
將電池電壓轉換成低壓(例如:3.3V)輸出時(shí),線(xiàn)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(huì )有3W的功率作為熱量消耗掉。受環(huán)境溫度和管殼/結熱阻的限制,將會(huì )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(shí),LDO能夠提供較高的性?xún)r(jià)比。
將電池電壓轉換成低壓(例如:3.3V),功率達到3W時(shí),需要選擇高端開(kāi)關(guān)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(chē)電源制造商通常選用開(kāi)關(guān)電源方案,而排斥基于LD0的傳統架構的原因。
3、應急啟動(dòng)電源靜態(tài)工作電流(IQ)及關(guān)斷電流(ISD)
隨著(zhù)汽車(chē)中電子控制單元(ECU)數量的快速增長(cháng),從汽車(chē)電池消耗的總電流也不斷增長(cháng)。即使當發(fā)動(dòng)機關(guān)閉并且電池電量耗盡時(shí),有些ECU單元仍然保持工作。
為了保證靜態(tài)工作電流IQ在可控范圍內,大多數OEM廠(chǎng)商開(kāi)始對每個(gè)ECU的IQ加以限制。例如歐盟提出的要求是:100uA/ECU。絕大多數歐盟汽車(chē)標準規定ECU的IQ典型值低于100uA。始終保持工作狀態(tài)的器件,例如:CAN收發(fā)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和微控制器的電流損耗是ECUIQ的主要考慮因素,電源設計需要考慮最小IQ預算。
4、成本控制:應急啟動(dòng)電源OEM廠(chǎng)商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(chǎn)的產(chǎn)品,成本是設計中需要考慮的重要因素。PCB類(lèi)型、散熱能力、允許選擇的封裝及其它設計約束條件實(shí)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(huì )有很大差異。
項目預算還會(huì )導致另一制約條件,用戶(hù)能夠接受更高成本的ECU,但不會(huì )花費時(shí)間和金錢(qián)用于改造傳統的電源設計。對于一些成本很高的新的開(kāi)發(fā)平臺,設計人員只是簡(jiǎn)單地對未經(jīng)優(yōu)化的傳統電源設計進(jìn)行一些簡(jiǎn)單修整。
5、位置/布局:在應急啟動(dòng)電源設計中PCB和元件布局會(huì )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(wèn)題以及其它布板限制都會(huì )制約高芯片集成電源的設計。而利用負載點(diǎn)電源產(chǎn)生所有必要的電源也會(huì )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。
6、應急啟動(dòng)電源的電磁輻射
隨時(shí)間變化的電場(chǎng)會(huì )產(chǎn)生電磁輻射,輻射強度取決于場(chǎng)的頻率和幅度,一個(gè)工作電路所產(chǎn)生的電磁干擾會(huì )直接影響另一電路。例如,無(wú)線(xiàn)電頻道的干擾可能導致安全氣囊的誤動(dòng)作,為了避免這些負面影響,汽車(chē)應急啟動(dòng)電源廠(chǎng)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(lèi)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(jīng)過(guò)多年的積累,電源IC設計者研究出了各種限制EMI的技術(shù)。外部時(shí)鐘同步、高于A(yíng)M調制頻段的工作頻率、內置MOSFET、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、擴頻技術(shù)等都是昂佳科技得近年推出的EMI抑制方案。