車載電源控制和電源設(shè)計

　　ARK-1388 嵌入式工控機(jī)已測試適用于12 V和24 V電池系統(tǒng)。一種測試是電源斷開電感負(fù)載時的瞬態(tài)模擬。一種測試是模擬由于連接電汽配線電感在測試裝置并聯(lián)設(shè)備中產(chǎn)生的電流突然中斷。還有一種測試是點(diǎn)火裝置關(guān)閉后DC發(fā)動機(jī)充當(dāng)動力時的瞬態(tài)模擬。模擬轉(zhuǎn)換過程的結(jié)果表明，瞬態(tài)可能發(fā)生，并受分布電容和連接電汽配線電感的影響。

　　若沒有定義具體值，建議使用I ~ IV欄的等級。ARK-1388通過適用于12 V和24 V系統(tǒng)的測試等級III;各個測試脈沖的詳細(xì)規(guī)格請參考ISO-7637-2認(rèn)證。

　　圖2：ISO-7637-2中用于12 V / 24 V系統(tǒng)的測試等級

　　研華硬件電源設(shè)計

　　車載電源保護(hù)機(jī)制可檢查和監(jiān)控多種系統(tǒng)狀態(tài)，并發(fā)出故障警報。

　　電源保護(hù)機(jī)制可防止設(shè)備可能遭受反極性造成的損壞。即使電池裝反了，或者DC電源接反，該機(jī)制也可使DC供電設(shè)備正常工作。

　　設(shè)備還配有電涌保護(hù)器，使其免受電壓峰值造成的損壞。若電壓超過安全值，該機(jī)制會通過地面抑制或短接電壓調(diào)節(jié)電氣設(shè)備的電壓。

　　冷啟動是機(jī)動車環(huán)境應(yīng)用中的突出問題。車輛引擎遇冷或凍結(jié)一段時間后，機(jī)油會變得很黏，需要發(fā)動機(jī)增大輸出扭力，進(jìn)而增大電池電流。這個高電流負(fù)載可將點(diǎn)火時的電池電壓降到6 V，然后再返回額定電壓13.8 V(典型)。但是某些子系統(tǒng)要求整個冷啟動過程中的電壓恒定為5 V，這時問題就會產(chǎn)生。這包括ECU、環(huán)境和應(yīng)急系統(tǒng)微處理器等與車輛安全和性能息息相關(guān)的應(yīng)用。

　　研華的理想電源方案還支持負(fù)載突降。電池電纜斷開時，若交換機(jī)在充電，而電路上還有其它電流負(fù)載，就會產(chǎn)生負(fù)載突降。引擎運(yùn)行時可能由于電纜腐蝕，連接不穩(wěn)定或故意斷開而切斷電池。交換機(jī)充電時若電池突然斷開，瞬時電壓峰值可高達(dá)80 V。這種情況下多數(shù)計算機(jī)系統(tǒng)可能會崩潰。負(fù)載突降幅值取決于電池斷開時交換機(jī)的速率和當(dāng)前集電量。而負(fù)載突降脈沖持續(xù)時間主要取決于當(dāng)前集電電路的持續(xù)時間和脈沖幅值。多數(shù)新交換機(jī)的負(fù)載突降幅值受附加限制二極管的限制。

　　研華軟件電源設(shè)計

　　除了硬件電源管理功能，研華產(chǎn)品還具有軟件智能監(jiān)控特性。安裝的微控器可穩(wěn)定車載電源系統(tǒng)。用戶友好的實(shí)用程序接口可允許用戶自行設(shè)置時序和電壓。例如，延遲時間的多組電源可通過實(shí)用程序和硬件跳線進(jìn)行設(shè)置。覆蓋設(shè)置時將發(fā)出報警提示。

　　用戶可通過跳線將電源設(shè)置為“車輛模式”或“ATX模式”。設(shè)置為“車輛模式”時，基于微控器的PIC軟件會檢查車輛的點(diǎn)火和電池狀態(tài)。系統(tǒng)啟動前，軟件會自動判斷電池類型，并檢查閥值電壓為12 V還是24 V。若電池電壓足夠啟動系統(tǒng)，軟件會檢查點(diǎn)火狀態(tài)。實(shí)用程序中設(shè)置的點(diǎn)火電壓很高，如8 V以上。軟件會確保計算系統(tǒng)在點(diǎn)火打開前不自動啟動。進(jìn)行點(diǎn)火打開和關(guān)閉切換時，系統(tǒng)電源會順利啟動。穩(wěn)定電壓的時序狀態(tài)可按默認(rèn)值設(shè)置，如10 s以后。若電壓在設(shè)定值后沒有穩(wěn)定下來，系統(tǒng)會自動關(guān)閉。

　　系統(tǒng)運(yùn)行時，PIC軟件會持續(xù)監(jiān)控電池電壓狀態(tài)。若電量不足，驅(qū)動會接到通知，然后系統(tǒng)會在設(shè)定時間內(nèi)自動關(guān)閉。

　　PIC軟件也會檢查點(diǎn)火狀態(tài)。車輛點(diǎn)火裝置關(guān)閉后，操作系統(tǒng)會延遲關(guān)閉，待數(shù)據(jù)保存好后徹底關(guān)閉。延遲時間為30 s(斷電延遲)~ 180 s(硬斷電延遲)，取決于軟件設(shè)置。若系統(tǒng)由于某種原因不能順利關(guān)閉，硬斷電延遲設(shè)定將確保數(shù)據(jù)自動強(qiáng)制進(jìn)入待機(jī)模式，避免車上電池電力被耗盡，造成車子無法開動。