跟着现代化轿车的电子功用不断增多,开发人员有必要处理比方电池电量耗尽、更大的电源动摇等问题,一起满意安全要求。现代化轿车上的舒适、安全和功用功用逐年增多。为了在不献身功用的状况下有用下降功耗,这些特性由多个电子操控单元(ECU)和一个功用强大、安稳的轿车电源办理IC(PMIC)办理。ECU在为轿车添加价值和差异优势的一起也带来了一些问题。
例如,OEM现在需求处理电池电压不稳的问题,将子体系放入有限的空间内,支撑“always on”(永久在线)功用,并满意严厉的安全要求。规划人员当然期望在不添加规划周期或体系本钱的前提下做到这一切。经过迁移至一个选用升降压转化器技能的架构,OEM将能满意日益增多的轿车功耗要求,一起提高体系可靠性、缩短规划周期并下降本钱。
合适小尺度体系:因为ECU有必要装入车内有限的空间中,因而期望具有尽可能小的外形标准。例如, 先进驾驭辅佐体系(ADAS)获得了商场热捧,它们包含主动紧急制动、车道违背报警、车道坚持等多个辅佐体系。ADAS体系有必要装置在车上有限的空间中。除了紧凑之外, ECU还有必要下降体系本钱,一起又不献身功用和安全。
支撑永久在线:当今轿车具有越来越多的“永久在线”体系,例如引擎封闭时仍在运转的传感器。此类ECU需求最大程度下降功耗,并在待机形式下运转,以防电池在充电距离期间(比方内行驶进程中)耗尽电量。
在一切运转条件下都满意安全要求:越来越多的轿车装置了防磕碰和主动驾驭体系。因而,ECU内置的确诊功用有必要在一切运转状况下都能满意安全要求。
满意体系要求,一起又不添加规划周期或体系本钱:在引进新的杂乱技能时,即便轿车商场也面对紧缩规划周期的压力。需求运用易用的规划验证东西和评价东西包来加速规划进程,并简化规划验证作业。
选用升降压技能供给安稳的电源
为了支撑轿车电子设备,轿车中一向运用降压转化器供给主电源,如5V电池电压。可是,在“启停”和“冷起动”状况下,电池电压会降至5V以下。
为了削减电压动摇,并防止其影响电池功用,轿车厂商在轿车电源办理体系中选用了大容量电容器。一般选用的是电介质电容器,可是其比较臃肿,并且不可靠。此外,因为“负载突降”状况需求35V以上的输入电压,因而运用的电容器一般价格较高。
咱们可以运用一个具有升压功用的降压转化器来代替电解电容。升降压技能可以依据输入如电压在降压转化和升压转化之间无缝切换运转形式,然后安稳电源输出。例如,Cypress S6BP20x系列电源办理IC专为轿车使用而规划,供给升降压功用和广大的2.5-42 V输入电压规模。将升压功用内置到降压转化器中,既下降了BOM本钱,一起也削减了电源办理体系的尺度。
PMIC还具有直接衔接轿车电池的优势。它们在待机形式下耗费很少,因而十分节电,不简单耗尽电池电量。大容量电解电容在12V的漏电电流超越100μA,而比方Cypress S6BP202A等升降压转化器的静态电流仅为20μA。它们不只极大下降了功耗,并且还能在冷起动和负载突降时供给安稳的运转。
内置安全功用
内置升压技能、消除电解电容的一大优势是:可以更简单满意一切运转条件下的安全要求。以下是车用PMIC供给的维护功用:
欠压确定维护(UVLO) :当PMIC的输入电压降至指定阀值以下,UVLO功用将中止PMIC运转,以阻挠反常作业。
过压维护(OVP) :当PMIC的输出电压反常升高超越指定阀值,OVP功用将被触发,防止输出电压上升超越限值,并中止PMIC运转以维护外围设备。
过流维护(OCP) :当负载电路毛病导致PMIC输出产生短路时,OCP安全功用将约束负载电流,以防电流危害。
热关机(TSD) :当PMIC的温度超越指定阀值,TSD功用将中止PMIC运转,以防热危害。
电源杰出(PG) :PMIC供给一个输出信号,用于表明电源已安排妥当。PG安全功用可以防止外围设备运转于不恰当的电压,然后防止危害或过错成果。
规划验证
规划验证是满意安全要求的一个重要环节。为了加速规划进程和简化规划验证作业,许多PMIC厂商供给包含规划验证东西的评价东西包。这些评价东西包可让开发人员查看规划是否满意标准要求,但开发人员一般仍是需求花更多精力来准确丈量不同条件下的标准参数。幸而,有规划东西可以简化这个进程。例如,赛普拉斯的评价东西包供给根据网页的Easy DesignSimTM软件东西(http://www.cypress.com/easy-design-sim )。这些东西可以加速电源办理体系的规划集成,可以让规划人员在查看原理图的一起履行各种丈量,其间包含BOM用量剖析、瞬态剖析、稳态剖析、开机和关机。
先进的轿车电子设备可供给更多功用,加强驾驭员安全确保,但价值却是导致电源动摇的加重。升降压技能可消除臃肿的电容器,下降体系本钱并减缩尺度。此外,集成PMIC还可下降电池电量耗尽的危险,一起凭借各项内置安全功用提高体系的全体可靠性。规划东西还可加速规划和规划验证速度。