作者/Steve Knoth ADI 公司 Power by Linear产品 高档产品商场工程师
车辆盯梢体系十分合适监督一辆轿车或整个车队。盯梢体系由自动盯梢硬件和用于搜集数据(假如需求的话，还有数据传输)的软件组成。2015年，全球车队办理商场的规划为80亿美元，估计到2022年将超越220亿美元，从2016年到2023年，年复合添加率将超越20%(数据来历：Global Market Insights)。拉美、中东和非洲对商用车辆的需求在上升，这对车辆盯梢体系而言也是一种潜在的添加时机。在欧洲、北美等发达地区，估计物联网(IoT)技能与车辆的集成会促进车辆盯梢体系选用率的进步，虽然集成的高本钱减缓了这一进程。此外，估计同一时期亚洲车辆盯梢商场的规划将明显添加，日本、印度和中国是起首要驱动效果的国家。这些新式商场之所以潜力巨大，首要是因为商用车辆很多。同一时期，在拉美、中东和非洲，因为不同国家车辆选用率的上升，车辆盯梢商场估计也会有适度添加(数据来历：Global Market Insights)。
1自动盯梢器与被迫盯梢器
自动盯梢器和被迫盯梢器搜集数据的方法相同，也相同精确。这两种类型盯梢器的首要差异在于时刻。自动盯梢器也称为“实时”盯梢器，因为它们经过卫星或蜂窝网络发送数据，即时指示车辆方位。电脑屏幕能够实时显现车辆的移动。因而，假如企业期望进步运送功率并了解职工现场驾驭情况，那么自动盯梢是最佳挑选。自动式盯梢器还具有一种“地舆围栏”才干(把这种功用幻想为相似“力场”)，其可在轿车进入或脱离某个预订方位时供给警示信号(信息来历：RMT公司)。别的，此类体系还能协助避免车辆失窃或追回被盗车辆。当然，自动GPS盯梢设备比被迫盯梢设备贵，并且需求按月付出服务费。
另一方面，被迫盯梢器价格较低，但数据存储量受限，不过它们更小，更易于躲藏。被迫盯梢器在设备上存储信息，而不是向一个长途地址发送数据。这种盯梢器有必要从车辆上拿下来，连到电脑上，才干查看其间存储的信息。这类体系合适出于作业意图盯梢路程的人，也合适期望削减车辆乱用的企业。别的，被迫盯梢器也常常用来督查人员的举动(能够幻想成侦察作业)。假如不需求立刻反应，而是定时查看设备数据，那么被迫盯梢器是个很好的挑选。
不管哪一种类型的盯梢器，本质上都是便携式的，外形尺度相对较小。因而需求电池电源，也需求备份功用以在假如断电时保存数据。因为给电池(通常是单节锂离子电池)充电需求较高的轿车体系电压和较大的电流，所以开关方式充电器是可取的，因为与线性电池充电IC比较，开关方式充电器充电功率较高，以功耗方式产生的热量较少。大体上，嵌入式轿车运用的输入电压或许高达30 V，有些乃至更高。在这些GPS盯梢定位体系中，一个充电器和常见的12 V至单节锂离子电池(典型值为3.7 V)、针对高得多的输入电压(在产生源于电池漂移之电压瞬变的场合)的附加维护、以及某种类型的备份才干将是抱负的装备。
2电池充电 IC 的规划问题
传统的线性拓扑电池充电器往往因其紧凑的占板面积、简略性和适中的本钱而受到重视。不过，传统线性充电器有一些缺陷，包含输入和电池电压规模受限、电流耗费相对较大、功耗过大(产生热量)、充电停止算法受限以及功率相对较低。另一方面，开关方式电池充电器是很受欢迎的挑选，因为这类充电器具有拓扑灵敏性，可对多种化学组成的电池充电，充电功率高，因而最大极限削减了热量，可完成快速充电，别的还有很宽的作业电压规模。当然，权衡总是存在的。开关充电器的缺陷包含：本钱相对较高、根据电感器的规划愈加杂乱、或许产生噪声以及解决方案占板面积较大。因为以上提及的开关充电器的长处，现代铅酸电池、无线电源、能量搜集、太阳能充电、长途传感器和嵌入式轿车运用大多用开关方式充电器供电。
传统上，盯梢器中面向电池的备份电源办理体系由多个IC组成，包含一个高压降压型稳压器和一个电池充电器，还有一切分立式组件，这决不是一种紧凑的解决方案。因而，前期盯梢体系的外形尺度不是很紧凑。典型的盯梢体系运用运用轿车电池和单节锂离子电池支撑存储和备份。
那么，为什么盯梢体系需求集成度更高的电源办理解决方案呢?首要，必需减小盯梢器本身的尺度;在这个商场里，尺度是越小越好。此外，还要求对电池进行安全的充电和为IC供给针对电压瞬变的维护、需求具有体系备份才干以应对体系电源消失或产生毛病的情况、以及为通用分组无线事务(GPRS)芯片组相对较低的电源轨电压(~4.45 V)供电。
3电源备份办理器
一个满意前述要求、集成了电源备份办理器和充电器的解决方案需求具有以下特色：
· 同步降压型拓扑以完成高功率;
· 很宽的输入电压规模，以合适各种输入电源，还要针对高压瞬态供给维护;
· 恰当的电池充电电压以支撑GPRS芯片组;
· 经过内置充电停止(无需微处理器)简洁和自主地运转;
· PowerPath™操控——产生电源毛病时，在输入电源和备份电源之间完成无缝切换，假如产生输入短路，这项操控功用还需求供给反向阻隔;
· 供给备份电池，当输入消失或出毛病时为体系负载供电;
· 因为空间约束，需求供给占板面积很小的扁平解决方案;
· 先进的封装以改进热功用和空间利用率。
为了满意这些特定需求，ADI公司最近推出了LTC4091，这是一款完好的锂离子电池备份办理体系，合适在主电源长时刻毛病时有必要坚持运转的3.45 V至4.45 V电源轨。LTC4091选用一个36 V单片降压型转换器，具自适应输出操控，以从降压型转换器输出给体系负载供电，并支撑高功率电池充电。当外部电源可用时，该器材可供给高达2.5 A的总输出电流，并可为单节4.1 V或4.2 V锂离子电池供给高达1.5 A的充电电流。假如主输入源出毛病，不能再给负载供电，LTC4091就经过一个内部抱负二极管，从备份锂离子电池向体系输出负载供给高达4 A的电流，假如运用一个外部抱负二极管晶体管，就可供给相对不受约束的电流。为了维护灵敏的下流负载，最大输出负载电压约束为4.45 V。在电源出毛病时，该器材的PowerPath™操控在输入电源和备份电源之间供给无缝切换，经过短路输入支撑反向阻隔。LTC4091的典型运用包含车队和产业盯梢、轿车GPS数据记载仪和长途信息处理体系、安防体系、以及通讯和工业备份体系。
LTC4091供给60V肯定最大输入过压维护，因而该IC能够抵挡很高的输入电压瞬态。LTC4091的电池充电器供给两个为锂离子电池备份运用而优化的、引脚可选的充电电压：规范4.2 V电压，以及可权衡电池运转时刻和充电/放电周期寿数的4.1 V可选电压。其他特色包含在发起和过载时操控输出电流的软发起和频率折返以及涓流充电、自动充电、低电池电量预充电、充电定时器停止、热量调理和一个用于温度合格充电的热敏电阻器引脚。
LTC4091 选用扁平 (0.75 mm) 22 引脚 3 mm x 6 mm DFN 封装，供给反面金属焊盘以完成杰出的热功用。该器材在 –40 °C 至 125 °C 的温度规模内运转。图 1 显现了该器材的典型运用原理图。
图1 LTC4091 的典型运用原理图
AUTOMOTIVE INPUT：轿车输入
6V TO 36V：6V 至 36V
2A MAX：2A 最大值
LOAD：负载
4.45V MAX：4.45V 最大值
Li-Ion BATTERY：锂离子电池
4热量调理维护
为了避免热量过高损坏该%&&&&&%或周围组件，假如芯片温度上升至约105 °C，内部热量反应环路就自动下降设定的充电电流。热量调理避免因为大功率运转或环境温度太高导致LTC4091过热，运用户能够打破给定电路板规划的功率处理才干之极限，而不会面对损坏LTC4091或外部组件的危险。热量调理环路的优点是，充电电流能够依照实践条件而不是最差条件设定，一起保证电池充电器会在最差条件下自动下降电流。
5穿越轿车冷车发起情况
轿车运用会阅历电源电压的大幅下降，例如在冷车发起情况下，电源电压大幅下降或许导致高压开关稳压器失掉调理才干，导致过大的VC电压，并因而在VIN康复时导致过大的输出过冲。为了避免从冷车发起情况康复时呈现过冲，有必要经过RUN/SS引脚使LTC4091的软发起电路复位。以下图2示出了一款简略电路的实例，该电路可自动检测欠压情况并使RUN/SS引脚复位，从头接入软发起功用电路以及避免产生具有破坏性的输出过冲。
图2 冷车发起穿越电路
AUTOMOTIVE INPUT：轿车输入
6定论
轿车和车队盯梢体系的选用率正在上升。现代盯梢器的外形尺度在减小，功用在添加，包含自动数据传输功用，以支撑实时盯梢。此外，还需求备份功用以及用来给体系中 GPRS 芯片组供电的较低电压。ADI 的 Power by Linear™ 产品 LTC4091是一款高压、大电流降压型电池充电器和 PowerPath 备份办理器，供给热量调理和广泛的维护，为车辆盯梢运用供给了一款紧凑、强大和灵敏的单芯片解决方案，使规划师的使命更简略、更简单了。
