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自动启停系统对汽车电源系统的影响

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发表于 2018-11-13 11:10:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
如今,汽车用户对油耗越来越敏感,期望节能燃油支出,同时客观上也能帮助降低对环境的影响。为了了配合此趋势,汽车制造商们纷纷采用各种途径来降低消耗,其中一种途径就是在新车型中应用自动“启动/停止”(Start/Stop)功能,在帮助降低油耗的同时,也增加销售卖点。
所谓自动启停功能,就是汽车因为堵车或等红灯而停下来时,这些创新的系统自动关闭发动机(熄火);而当驾驶人的脚从刹车踏板移向油门踏板时,就自动重新启动发动机(点火)。这就帮助降低市区驾车及停停走走式交通繁忙期时不必要的油耗,降低排放。
这样的创新系统也为汽车电子设计带来一些独特挑战。因为当发动机重新启动时,电池电压可能骤降至6.0 V甚至更低。传统汽车电源架构中,典型电子模块包含反极性二极管,用于在汽车跳接启动(jump started)而跳接线缆反向的事件中保护电子电路。保护电路本身产生压降,使下游电路电压仅为5.5 V或更低。由于许多模块仍要求5 V供电,过低的压差使降压电源没有足够余量来正常工作。因此,传统的汽车电源架构不适用于自动启停系统。
自动启停系统常见电源方案
常见的方案有三种。
1、采用低压降(LDO)线性稳压器,或是低压降开关电源,如安森美半导体的NCV8852。这是一款汽车级非同步降压控制器,能够接受3.1至36 Vdc的宽输入电压范围,并能承受44 V负载突降。这种方案的优点,是输入电压低至5.5 V时系统电压可以正常工作。但其缺点是若输入电压降至更低,系统无法正常工作。
2、采用升降压电源作为初级电源,如采用安森美半导体的NCV8871或NCV898031构建的单端初级电感转换器(SEPIC)电路。这种方案的突出优点,是即使输入电压低至4 V,系统也可以正常工作。但其缺点是要变更设计,系统相对复杂。
1、在初级高压降压电源之前,采用前置升压电源。例如可以采用安森美半导体的NCV8871构建前置升压电路,当输入 电压低于设定电压时就升压。这种方案的优点,是输入电压低于4 V时系统也可以正常工作,且无须变更电源设计。但其缺点是电池电压正常时,会产生额外的耗电,不利于尽可能地降低能耗。
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