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行车记录仪电源模块化设计
By:李军华 2016-11
ITPS在车载设备中的特殊性
在网上搜索到一款车载PC电源,带有ITPS功能,它是这样定义的:
什么是车载ITPS功能模块电源?
汽车的点火控制系统。该模块可实现由点火控制系统直接控制PC的启动和退出。 简单说,借助汽车ACC开关来控制上车一拧钥匙,DC电源会给主机发开机信号PC延时 5-10秒自动开机(躲过启动发动机时的用电峰值),下车一拔钥匙就走人,10-30秒
后ITPS给系统发出关机指令,延时30s是防止驾驶时发生意外(如熄火等)导致设备掉电 关机。ITPS功能真正实现了随车自动开关,停驶它会自动切断电源,防止耗尽汽车蓄电池。
汽车起动后钥匙应停留在ON位:
从LOCK直接进入START的启动状态,会瞬间增加电瓶负荷,同时由于各电器设备还没完全进入工作状态,电脑很难正常指挥发动机起动,正确的做法是,在每个档位做瞬间停留1,2秒。发动机不运转时,不要将点火开关设置在ON位,以防蓄电池放电和点火其受损,下图为点火开关示意图。
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电源模块化
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3.3VSB 待机电源,上电就有,
12V 12v主电源,供给12v负载使用,如摄像头,屏幕等 5V 5v主电源,
PS_ON 主电源开启信号,高电平开启,低电平关断
PWR_DET 输入掉电检测信号,车载系统在掉电的时候启用后备电源
模块化主要是为了降低系统板的设计难度,为降低成本做些准备工作吧。汽车电池电压,有12v和24v两种,
电压输入: 适用车型 8V-28V 宽电压版 16-28V 24v货车 8-14V 12v小轿车 精品
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电源输入级设计
12V车引擎关闭时电池正常电压为12v, 启动时为14.4v 但瞬态时峰值可能达到80v,所要加TVS。用电设备直接接到电池上,由于汽车的环境复杂,存在各种瞬态冲击,如下图所示:
R由工作电流,最低输入电压,及设备最低工作电压三者决定, 我们的设备功耗超过30w了,一级用68v钳位 第二级用 36v 钳位 24v系统最低电压16v ,I=1.8A 限流电阻个头一定很大,所以一般不用电阻而用PTC来代
替代。
12V系统的选个5KP18AS, 24V的选5KP33AS
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24v系统可使用SM8S36A (6600w)可是体积太大。
图中的R是ptc 自恢复保险丝,可选3A的,如果选用电阻的话,电阻值要计算一下,因为电阻会发热哦。阻值小了腿偶效果不好,大了发热严重。
ISO7637-1-2002/ISO7673-2-2004车载电气和电子设备的抗扰度测试
Tvs选型表:3000W的1.5一个,5000W的2.4, SM8Z的6块一个 型号 SM8S36A 5KP36A SMDJ18A 说明 6600w SMT 5000w插件 很大个 3000w smt 型号 5.0SMDJ33A SMDJ33A 说明 5000W SMT DO214AB 3000w smt DO214AB DO214AB封装可以兼容3000w和5000w 的tvs 相比目前板上的用料要经济多了。 可以和6000w的共layout过检从容。
鉴于对目前HD电路的分析,估计对于TVS的选型一直都没有一个正确的方法!今后有必要更正。 TVS:
Revese Stand-off Voltage 反向峰值电压,这个即TVS管的工作电压,保证在正常工作时,TVS管两端的电阻很大,这就保证了TVS管吸收的电流可以忽略不计。一般来说,这个值等于或略大于正常工作电压。
Breakdown Voltage @IT 反向击穿电压,表明在直流电流IT条件下,测得的反向电压值,表明从此点开始器件进入反向雪崩击穿
Test Current IT(mA) 测试电流,用来规定器件的反向击穿电压值。
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软开关的加入:
车载设备要节能,使用开关的地方很多。其工作原理如下:
当Q2集电极变低时,C1通过R4放电,Q1栅极电压随之缓慢下降,从而控制Q1缓慢导通,使VDD_OUTx不会发生突变。VDD_OUTx的上升时间延长到了400μs
软开关加入前后波形比较:
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