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《電源技術應用》2014年第三期

1汽車車載系統對電源的要求

1.1要求蓄電池的內阻要小，大電流輸出時的電壓穩定，以保證有良好的起動性能。

1.2要求蓄電池的充電性能良好、使用壽命長、維護方便或少維護，以滿足汽車使用性能要求。

1.3要求發電機在發動機轉速變化范圍內都能正常發電且電壓穩定，以滿足用電設備的用電需求

1.4要求發電機的體積小、重量輕、故障率低、發電效率高、使用壽命長等，以確保汽車使用性能要求。

2.汽車車載系統電源設計

2.112V汽油車車載系統電源設計

2.1.1分布式系統結構車載電源管理系統中，12v穩壓控制模塊可用作12V可控穩定電壓和12V常通電源。在這電源系統中，常通穩定電源主要功能是給一些車載電器進行供電，譬如儀表盤的時鐘，某些需要供電的內存等等，汽車處于行駛狀態下時，ECU數字電路的電力主要來源于12v可控穩定電壓。另外，霍爾電流傳感器的使用能夠有效實現對蓄電池充電、放電過程的監視，并能大概估計出蓄電池的SOC值。總體而言，汽車的電源管理系統中供應電能的形式主要是以電源通道的形式進行，其中，在每一個通道之內，都應該設計一個配套的智能繼電器實現對其的有效控制。

2.1.2基于智能繼電器的電源通道設計所謂的“電源通道”，就是一種具有控制電流以及能夠保護過電流的電能傳輸通道。而隨著智能繼電器在車載電源系統中的應用，電源通道的電流保護和電流控制等功能在某種程度上得到了有效的強化。目前，隨著科技的發展，汽車電源系統中，傳統的繼電器已經漸漸難以滿足對電流的有效控制，因而我們引入了模擬半導體功率器件（如IGBT、MOS場效應晶體管等等）。實際上，有些半導體功率器件甚至還能實現過熱、過壓和過電流等方面的保護功能，但由于其內部導通電阻相對較大，所產生的焦耳效應會伴隨著大量的熱量散失，所以，模擬半導體功率器件在車載大直流電源開關控制方面的應用目前還難以真正實現。因而，本設計所選用的是一種普通車載繼電器，設計過程中，為輔助其運行，還特別設計了一個單片機控制系統，這一系統中主要包括電流檢測電路、電壓檢測電路以及初級線圈驅動電路，當然，還有連接車載總線通信的總線接口。該設計結構中，為了保證智能繼電器能夠實現對檢測電路上電流的實時保護，以及對總線電流大小形成過載保護，我們通常會在檢測電路中設置低通運算和霍爾傳感器兩大部分來對電路進行放大。智能繼電器主要是通過LIN總線的設計保證與車載網絡之間實現信息交換，而普通繼電器的主要功能就是要一定限度內的過載電流確保分斷，而如果是短路狀況下形成的大電流，該繼電器則難以發揮作用。正是因此，在短路保護結構設計中，往往還需要設置相關的短路保護器件，例如自恢復熔絲等等。

2.224V柴油車車載電源設計

2.2.1正電源設計通過采用開關電源穩壓轉換器，在輸入端接入24V直流，使得輸出端輸出5V直流。作為所輸入直流電源的載體，供電線路設計上還需要設置濾波電路。為了保護電源芯片，防止電源接反和電源過壓等情況的發生，往往要通過加二極管進行控制，輸入端和輸出端的電容是濾波電容，則在輸出端要加上發光二極管DS1進行+5V電源指示。

2.2.2負電源設計一般情況下，通過采用開關電源轉換器ICL7660AMJA，能夠容易實現-5V電源。ICL7660的工作溫度范圍在-55℃至+125℃之間，輸入電壓范圍在1.5V至10V之間，設計過程中，通過使用CMOS工藝所制成的小功率、高效率的低壓直流轉換器，一方面可以保證由單電源到對稱輸出雙電源轉換的順利進行，另一方面還能保證倍壓和多倍壓的輸出。

3.結語：

未來，隨著汽車逐漸成為大眾商品，人們對汽車的設計要求不僅僅在于行駛功能，更多的在于內部舒適度、便捷度等各方面的功能指數，因而對于車載系統的研究迫在眉睫。汽車企業只有不斷深入研究汽車車載系統的電源設計理論，并不斷優化汽車內部各種電子設備的使用，才能在激烈的競爭中取得領先優勢。

作者：劉娟單位：長沙職業技術學院南院汽車工程系