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汽车内部电子系统的功耗问题

汽车内部电子系统的功耗问题

点击数:7955 次   录入时间:03-04 11:54:41   整理:http://www.55dianzi.com   电子技术
现在,汽车制造商正不断地把越来越复杂的电子系统整合到汽车里。AlliedBusinessIntelligence公司预测,汽车半导体市场的年销售额将从去年的123亿美元上升到2007年的170亿美元。另一家公司的战略分析员也提出同样的观点:对于现在一部普通的汽车来说,电子系统的成本将占整部汽车的20%以上,但是,到2008年,这个比重将提高到30%。典型的车载电子系统包括:防撞击雷达、自适应巡航控制、轮胎气压监测、导航系统、免提式蜂窝电话和其他的无线连接,以及利用生物特征参数的接入。
  
一个显著的增长体现在DVD/HDD导航系统上。第一部DVD/HDD导航系统是在1997年问世的,今年这类系统在全球的销量预计将超过1,300万台。对于任何类型的电子产品而言,汽车的环境仍然是非常苛刻的。要求较大的工作电压范围,加上很高的瞬变电压,温度变化范围很大,这些问题合在一起,对电子系统提出了巨大的挑战。此外,对电子系统性能的要求也越来越高,而且,还需要能够为系统内的各个不同部件提供不同的电压。
  
现在所生产的大多数汽车中、高档汽车都把DVD全球定位导航系统作为汽车里的一个标准设备。然而,要在这样的系统里设计一个能够满足所有不同电压要求的电源,其复杂程度和设计一个笔记本电脑的电源不相上下。一个典型的导航系统至少需要六种电压:8V、5V、3.3V、2.5V、1.5V和1.2V。8V电压是用来给DVD马达供电的,它用于带动光盘旋转,在通常情况下,需要高达2A的峰值电流。5V和3.3V电压一般是供给系统总线的,它们都需要2A至3A的电流。1.5V和1.2V电压分别是CPU内核和DSP内核的供电电压,这两路电压的功率一般在3W到5W之间。
  
同时,元器件的数量却在不断地增加,而可用的空间却越来越小。由于实际需要发散的热量太大了,很难把热量散发出去。因为空间受到限制,而且要求工作温度在一定范围内,所以,转换效率也就变得越来越重要。当输出电压很低而电流适中(约在几百毫安培以上)时,就无法简单地用一个线性稳压器来产生这些系统所需要的电压。于是,在过去的几年里,主要是因为在热量方面的限制,开关稳压器正渐渐地取代了线性稳压器。开关稳压器的好处是:效率较高,尺寸较小,这些好处超过了它的复杂性和电磁干扰的问题。
  
对于计划在汽车导航系统中使用的开关稳压器来说,由于考虑到存在上述这些限制,那么,它就必须具备以下这些功能和特点:
●输入工作电压范围宽;
●在整个较宽的负载范围内的效率高;
●在正常的工作模式、待机模式和关机模式下,静态电流都必须很低;
●热阻小;
●噪声和电磁干扰都很小。
  
输入电压工作范围宽。任何开关稳压器的输入电压范围都必须在3V至60V之间,只有这样,才能满足“冷启动”和“大负载”的要求。它还具有别的好处,即汽车系统既可以在14V的电压下运行,也可以在42V的电压下运行。此外,使用60V的额定电压的另一个好处是这样能够给14V系统留出一个空间,从而可以把电压控制在36V到40V这个范围内。再者,有了这个60V的额定电压,这个设备将来也就可以用于新的42V系统。也就是说,一个14V系统的设计可以很容易地升级到42V系统,不必重新做很多设计。

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