关于传统乘用车而言,油箱是仅有的实践动力来历,故制造商们寻求在包括电子体系在内的一切轿车体系中节能,以进一步改进燃油经济性及二氧化碳(CO2)排放。跟着轿车中添加的电子体系的数量不断增多,以增强轿车性能及安全性,并为购买者供给有吸引力的新功用,轿车中每个电子操控单元(ECU)的节能作用较低的话,就会使总油耗大幅添加。
芯片规划人员选用不同技能及途径,现已可以下降他们供给的器材的总能耗。在单个体系根底芯片(SBC)中结合多个器材的功用,并运用不同电源办理战略,还能协助进一步下降总能耗。这些发展表明当今的内燃发动机轿车可以舒适安全地搭载乘客,而运用的燃油更少,碳排放更低。
增强型体系根底芯片
SBC为衔接至轿车(CAN或LIN)总线的各种模块(如车门模块)供给电能、驱动器及衔接功用。一般情况下,它们或许集成稳压器, 为操控器及传感器、高边和/或低边驱动器、收发器接口及唤醒或看门狗引脚等其它体系衔接功用供电。在单片器材中集成这些功用且结合内置电源办理,跟运用分立元件比较,在功率、本钱及尺度方面具有优势。当今的SBC运用现有技能及电源办理,能供给约20 μA的休眠电流及约60 μA的待机电流。
在一款典型SPC中,片上稳压器一般是低压降(LDO)线性稳压器,如图1所示。根据这个原因,规划人员面对的首要应战就在于散热办理,由于LDO功率耗散相对较高。关于5 V时150 mA的稳流供电电流而言,SBC应当可以耗散高达1.3 W的总功率。假如SBC的LDO包括内置旁路元件,此功率就在SBC封装内部耗散。用于需求更大电流(一般高于250 mA)的模块的SBC,一般规划为与外部旁路元件一同运用。这就有用涣散SBC与外部MOSFET之间的功率耗散,然后可以扩展有用的环境温度规模。
图1. 包括LDO稳压器的传统SBC
提高电源电路的能效,如在某些或悉数LDO处运用开关形式的DC-DC转化器,可以大幅下降轿车中每个CAN节点SBC的功率损耗额。这能协助简化散热办理,还能提高燃油经济性。
在细心挑选转化器架构的情况下,选用开关形式DC-DC转化的SBC能为运用主动中止-发动(或微混合)技能的较新式车供给重要优势。主动中止-发动技能在轿车停下来 (如等候交通信号灯) 时封闭发动机,可以下降市区行进的燃油耗费约15%至20%;当驾驭员踩下加快踏板(油门)时,发动机主动重启,使体系有用地作业,并且这个进程对驾驭人员而言是通明的。为了保证CAN总线上的一切体系都可以继续恰当地发挥功用,运用有必要坚持全面作业,即便是在发动机发动期间电池电压降至2.5 V那么低时,也是如此。在这种情况下,升压-降压DC-DC拓扑结构使SBC可以在一切作业条件下供给所要求的稳压输出电压。
图2:选用DC-DC转化器的SBC
部分网络
当今的轿车或许包括很多ECU,高端车型中的ECU数量或许多达100个左右。大多数ECU(假如不是悉数的话)衔接至CAN总线,因而,CAN总线始终是启用的。即便发动机熄火时,某些ECU有必要坚持作业,以保持遥控开锁(RKE)等功用的运作。这么多数量的ECU衔接至总线,对整体电能耗费有重要影响。