車載電源控制和電源設計標準

　　如今車隊管理創(chuàng)新技術已有了巨大進步。無論貨車、公交車、出租車還是其它運輸工具都運用了無線衛(wèi)星定位系統(tǒng)，調(diào)度員可藉此了解所有車輛的位置、狀態(tài)和油耗狀況，因而大大改善了對車隊的控制和管理。乘客也得到了更好的服務。顯示屏可提供各種娛樂內(nèi)容， 以及實用、實時的信息，如出發(fā)和到達時間、天氣欄和緊急通知。

　　上述車載系統(tǒng)需要一套復雜的電源管理方案。新一款專為車載應用設計的研華ARK-1388嵌入式工控機，能夠通過基于微控器的硬件和軟件來提供給不同客戶，非常彈性的安全啟動和關閉時間設定。而啟動和關閉過程是由車載電池狀態(tài)和點火狀態(tài)直接控制。此外，ARK-1388可以同時支持12 V和24 V車載電池系統(tǒng)。這款新型電源管理系統(tǒng)主要適用于出租車、貨車、礦車和公交車。

　　電源管理系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

　　不論在什么條件下工作，機動車的電氣系統(tǒng)都必須滿足苛刻的電源要求，如負載突降、冷啟動、以及待機時必須低功耗等。怎樣才能避免交換機充電時電池電纜斷開引起的負載突降?怎樣才能在電壓突然過高或過低時保護電氣系統(tǒng)，如內(nèi)置車載空調(diào)?怎樣才能保證車載設備的穩(wěn)定性和安全性?下面將作解釋。

　　機動車電源設計的常規(guī)限制

　　如12 V電池電源線的電壓瞬變范圍(VIN)非常寬廣，小至6V，，大至87V。典型的車載電力系統(tǒng)的工作電壓范圍往往只有在9V ~ 16 V。引擎關閉時電池的正常額定電壓為12 V，啟動時為14.4 V。但是，這個范圍在瞬變狀態(tài)時很容易擴大到80 V峰值以上。

　　圖1：模擬輸入電壓

　　由于車載電子控制單元(ECUS)急劇增加，車載電池的總電流也隨之增加，這就影響到靜態(tài)(IQ)和關閉(ISD)電流預算。引擎關閉時仍有一些電氣系統(tǒng)單元在運行，這也會損耗電池。為了控制靜態(tài)(IQ)電流預算，大多數(shù)用戶設置了單個ECU IQ的最大值。CAN收發(fā)器、實時時鐘和微控器等設備可消耗ECU的多數(shù)IQ預算，因此電源的IQ預算可降到最低。ARK-1388通過微控器監(jiān)視車載電源狀態(tài)，因此休眠模式時功耗可低于10 mA。