汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求

一般做汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的工廠都沒有核心的產(chǎn)品技術(shù)，電池電芯被充當(dāng)了一個(gè)組裝和整合的程序，所以這樣的產(chǎn)品是很不具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的。格瑞普電池OEM的汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源在這些方面就不同于其他廠家，我們有自己的聚合物鋰電池生產(chǎn)研發(fā)工廠，有自己的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和鋰電pack工廠中心，一個(gè)產(chǎn)品是一體化定制完成，產(chǎn)品質(zhì)量保障方面很可靠。

1、應(yīng)急啟動(dòng)電源輸入電壓VIN范圍：12V電池電壓的瞬變范圍決定了電源轉(zhuǎn)換IC的輸入電壓范圍

典型的汽車電瓶電池電壓范圍為9v至16v，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，汽車電瓶電池的標(biāo)稱電壓為12V；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電池電壓在14.4v左右。但是，不同條件下，瞬態(tài)電壓也可能達(dá)到士100V。IS07637-1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義了汽車電池的電壓波動(dòng)范圍。除了ISO7637-1，還有一些針對(duì)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)定義的電池工作范圍和環(huán)境。大多數(shù)新的規(guī)范是由不同的汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源廠商提出的，不一定遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，任何新標(biāo)準(zhǔn)只要是涉及到汽車安全都要求系統(tǒng)具有過壓和欠壓、防反沖保護(hù)。

2、應(yīng)急啟動(dòng)電源的散熱考慮：散熱需要根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的最低效率進(jìn)行設(shè)計(jì)空氣流通較差甚至沒有空氣流通的應(yīng)用場(chǎng)合，如果環(huán)境溫度較高（〉30℃），外殼存在熱源C1W），設(shè)備會(huì)迅速發(fā)熱85℃）。例如，大多數(shù)音頻放大器需要安裝在散熱片上，并需要提供良好的空氣流通條件以耗散熱量。另外，PCB材料和一定的覆銅區(qū)域有助于提高熱傳導(dǎo)效率，從而達(dá)到最佳的散熱條件。如果不使用散熱片，封裝上的裸焊盤的散熱能力限制在2W至3W（85癈）。隨著環(huán)境溫度升高，散熱能力會(huì)明顯降低。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓（例如：3.3V）輸出時(shí)，線性穩(wěn)壓器將損耗75%的輸入功率，效率極低。為了提供1w的輸出功率，將會(huì)有3W的功率作為熱量消耗掉。受環(huán)境溫度和管殼/結(jié)熱阻的限制，將會(huì)明顯降低1w最大輸出功率。對(duì)于大多數(shù)高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸出電流在150mA至200mA范圍時(shí)，LDO能夠提供較高的性價(jià)比。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓（例如：3.3V），功率達(dá)到3W時(shí)，需要選擇高端開關(guān)型轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器可以提供30W以上的輸出功率。這也正是汽車電源制造商通常選用開關(guān)電源方案，而排斥基于LD0的傳統(tǒng)架構(gòu)的原因。

3、應(yīng)急啟動(dòng)電源靜態(tài)工作電流（IQ）及關(guān)斷電流（ISD）

隨著汽車中電子控制單元（ECU）數(shù)量的快速增長(zhǎng)，從汽車電池消耗的總電流也不斷增長(zhǎng)。即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉并且電池電量耗盡時(shí)，有些ECU單元仍然保持工作。

為了保證靜態(tài)工作電流IQ在可控范圍內(nèi)，大多數(shù)OEM廠商開始對(duì)每個(gè)ECU的IQ加以限制。例如歐盟提出的要求是：100uA/ECU。絕大多數(shù)歐盟汽車標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ECU的IQ典型值低于100uA。始終保持工作狀態(tài)的器件，例如：CAN收發(fā)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和微控制器的電流損耗是ECUIQ的主要考慮因素，電源設(shè)計(jì)需要考慮最小IQ預(yù)算。

4、成本控制：應(yīng)急啟動(dòng)電源OEM廠商對(duì)于成本和規(guī)格的折中是影響電源材料清單的重要因素對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，成本是設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素。PCB類型、散熱能力、允許選擇的封裝及其它設(shè)計(jì)約束條件實(shí)際受限于特定項(xiàng)目的預(yù)算。例如，使用4層板FR4和單層板CM3，PCB的散熱能力就會(huì)有很大差異。

項(xiàng)目預(yù)算還會(huì)導(dǎo)致另一制約條件，用戶能夠接受更高成本的ECU，但不會(huì)花費(fèi)時(shí)間和金錢用于改造傳統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)。對(duì)于一些成本很高的新的開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)人員只是簡(jiǎn)單地對(duì)未經(jīng)優(yōu)化的傳統(tǒng)電源設(shè)計(jì)進(jìn)行一些簡(jiǎn)單修整。

5、位置/布局：在應(yīng)急啟動(dòng)電源設(shè)計(jì)中PCB和元件布局會(huì)限制電源的整體性能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路板布局、噪聲靈敏度、多層板的互連問題以及其它布板限制都會(huì)制約高芯片集成電源的設(shè)計(jì)。而利用負(fù)載點(diǎn)電源產(chǎn)生所有必要的電源也會(huì)導(dǎo)致高成本，將眾多元件集于單一芯片并不理想。電源設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體的項(xiàng)目需求平衡整體的系統(tǒng)性能、機(jī)械限制和成本。

6、應(yīng)急啟動(dòng)電源的電磁輻射

隨時(shí)間變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，輻射強(qiáng)度取決于場(chǎng)的頻率和幅度，一個(gè)工作電路所產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)直接影響另一電路。例如，無線電頻道的干擾可能導(dǎo)致安全氣囊的誤動(dòng)作，為了避免這些負(fù)面影響，汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源廠商針對(duì)ECU單元制定了最大電磁輻射限制。

為保持電磁輻射（EMI）在受控范圍內(nèi)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、外圍元件選擇、電路板布局及屏蔽都非常重要。經(jīng)過多年的積累，電源IC設(shè)計(jì)者研究出了各種限制EMI的技術(shù)。外部時(shí)鐘同步、高于AM調(diào)制頻段的工作頻率、內(nèi)置MOSFET、軟開關(guān)技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)等都是昂佳科技得近年推出的EMI抑制方案。