電源系統(tǒng)在車載中的應(yīng)用以及設(shè)計(jì)

劉 松

（廣州市毅航互聯(lián)通信股份有限公司,510630）

電源系統(tǒng)在車載中的應(yīng)用以及設(shè)計(jì)

劉 松

（廣州市毅航互聯(lián)通信股份有限公司,510630）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人文社會(huì)的進(jìn)步。我們對(duì)能源的需求量越來越大，節(jié)能減排是我們首要任務(wù)。因此，在車載系統(tǒng)中電源系統(tǒng)功耗的減少也是我們解決能源問題的一個(gè)方法。在車載系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一款穩(wěn)定、高效、節(jié)能的電源系統(tǒng).通過分析車載終端的功能模塊供電系統(tǒng),提出系統(tǒng)電源組成的設(shè)計(jì)方案,實(shí)現(xiàn)了各個(gè)系統(tǒng)電源的合理分配以及節(jié)能的目的。

電源系統(tǒng)；車載終端；節(jié)能

0 引言

隨著我國(guó)汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)出一個(gè)良好的、高效的、節(jié)能的車載終端系統(tǒng)是我國(guó)汽車行業(yè)的重要戰(zhàn)略之一。作為車載終端系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),電源的節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)成為影響車載終端高效性以及節(jié)能性的關(guān)鍵。為多媒體車載終端提供穩(wěn)定、可靠、可管理的供電電源，做出一些電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，為達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1 電源系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

車載終端包括幾個(gè)必備子系統(tǒng):處理器、音頻、收音機(jī)、視頻采集、導(dǎo)航塊、顯示、儲(chǔ)存卡等多個(gè)系統(tǒng)。另外,有些車載終端還會(huì)有藍(lán)牙、WiFi 以及上網(wǎng)系統(tǒng)等.在設(shè)計(jì)總體的系統(tǒng)電源之前,需要對(duì)各個(gè)小的系統(tǒng)的供電需求進(jìn)行分析。通過對(duì)每個(gè)子系統(tǒng)的分析,設(shè)計(jì)出總體的電源系統(tǒng)。汽車的車載系統(tǒng)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量電磁干擾,這些干擾的頻帶很寬,通過傳導(dǎo)的方式傳播到電源系統(tǒng)內(nèi),會(huì)影響到電子設(shè)備的正常使用。因此,需要采取一些抗干擾措施,防止電源系統(tǒng)由于干擾而導(dǎo)致的不良后果。汽車電瓶輸入到車載終端后,經(jīng)過各種各樣的轉(zhuǎn)化過程，再通過各種線路轉(zhuǎn)換輸出到各個(gè)工作的子系統(tǒng).也就是車載系統(tǒng)。為了便于總體系統(tǒng)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的供電電源進(jìn)行管理。

2 電源系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

2.1抗干擾

汽車上有點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)及較多的開關(guān)負(fù)載,因此汽車電源存在電壓跌落等多種干擾,多媒體電源。因此接口電路需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的抗干擾措施.它應(yīng)包括包括了防反接電路、防止汽車啟動(dòng)時(shí)初出現(xiàn)的瞬間電壓不穩(wěn)等一些問題。如果設(shè)備正負(fù)極連接正常時(shí),電源才會(huì)輸入到車載終端系統(tǒng)，如果正負(fù)極接反，電源系統(tǒng)將不供電,從而保護(hù)了車載終端和汽車的電源系統(tǒng)。

2.2供電系統(tǒng)

經(jīng)過抗干擾處理后的汽車電源系統(tǒng)，并不能直接給設(shè)備里面各個(gè)子系統(tǒng)供電,均需要經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)化.一般可以應(yīng)用兩種形式:有一種主要是根據(jù)相應(yīng)設(shè)備的反饋調(diào)節(jié)電流的頻率,在電感器運(yùn)作下,輸出穩(wěn)定電壓，最后到達(dá)相應(yīng)的車載設(shè)備上。另一種是在其線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的晶體管，從應(yīng)用的輸入電壓中減去超額的電壓,產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓，有效率高、輸出電流大、靜態(tài)電流小等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是輸出紋波較大,電路占用空間較大,對(duì)于收音機(jī)及設(shè)備其他模塊會(huì)產(chǎn)生干擾。因此要加大對(duì)供電系統(tǒng)中存在的一些電能損耗以及影響車載終端的根本原因作出相應(yīng)的改進(jìn)。應(yīng)在車載終端與電源之間創(chuàng)建電流轉(zhuǎn)換器，使得其簡(jiǎn)單、成本低適用于低壓情況下運(yùn)行,在高壓的情況下會(huì)導(dǎo)致芯片功耗較大而發(fā)生損壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮到電壓、功耗、電路及效率。為了,防止收音機(jī)受到干擾,提高收音機(jī)性能。電源的調(diào)節(jié)和控制,根據(jù)運(yùn)行的頻率調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出電壓,從而降低系統(tǒng)功耗。

2.3 USB的設(shè)計(jì)

現(xiàn)在很多汽車主人都會(huì)用USB 接口給手機(jī)充電,因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)充電管保護(hù)電路的系統(tǒng),同時(shí)保護(hù)設(shè)備和充電的手機(jī).另外,車載終端的各個(gè)系統(tǒng),在沒有電源芯片能夠控制電源時(shí),必須要增加開關(guān)，對(duì)電流對(duì)外設(shè)電源進(jìn)行管理和控制,在不使用時(shí)使自動(dòng)進(jìn)入關(guān)閉的狀態(tài)，達(dá)到省電目的以及保護(hù)電源。還有很多的設(shè)計(jì)理念沒有實(shí)現(xiàn)，但是我相信最不遠(yuǎn)的未來我國(guó)將實(shí)現(xiàn)車載系統(tǒng)中電源的設(shè)計(jì)達(dá)到最理想的狀態(tài)。

3 電源的工作流程

車載終端外設(shè)較多,特別是音響和顯示屏耗電較大,因此在長(zhǎng)時(shí)間停車情況下需要關(guān)閉設(shè)備電源,降低功耗,防止汽車電瓶被耗盡的危險(xiǎn)發(fā)生。同時(shí),終端也需要根據(jù)管理各個(gè)系統(tǒng)的電源，作出合理的解決方案，避免出現(xiàn)危險(xiǎn)。電瓶點(diǎn)火和處理器對(duì)設(shè)備總電源進(jìn)行聯(lián)合控制.啟動(dòng)之前,CPU 無法控制系統(tǒng)總電源,此時(shí)主要由汽車啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行控制,只有在啟動(dòng)才有效時(shí),設(shè)備才啟動(dòng)。啟動(dòng)后,CPU 處理器輸出控制信號(hào)控制系統(tǒng)電源,之后就無需硬件來控制系統(tǒng)總電源。設(shè)備在正常工作時(shí)會(huì)檢測(cè)信號(hào)狀態(tài),如果無效的時(shí)間間隔大于休眠條件,則CPU 處理器保存完數(shù)據(jù)后再進(jìn)入休眠。包括顯示屏、觸摸屏、GPS定位系統(tǒng)、攝像頭等各個(gè)外設(shè)系統(tǒng)。根據(jù)任務(wù)執(zhí)行需要進(jìn)行開關(guān)控制,達(dá)到了省電的目的，防治電源系統(tǒng)的損耗。

4 車載終端電源系統(tǒng)的未來發(fā)展

在未來的發(fā)展中，車載終端電源系統(tǒng)越來來越好，越來越先進(jìn)，將會(huì)朝著利用太陽(yáng)能發(fā)電的方向發(fā)展，還有就是利用汽車的尾氣的熱量進(jìn)行發(fā)電，但是我國(guó)利用汽車尾氣的熱量發(fā)電的技術(shù)還在萌芽期，所以我們要全力發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)。在太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)方面我國(guó)相對(duì)來說還是比較成熟的，但是在汽車上的應(yīng)用卻很少。因此為了降低電源系統(tǒng)耗能，應(yīng)當(dāng)全力發(fā)展尾氣的熱量發(fā)電以及太陽(yáng)能發(fā)電。建立一個(gè)開創(chuàng)性的發(fā)電系統(tǒng)，來節(jié)約我國(guó)的車載終端電源系統(tǒng)的耗能。將熱量發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)與傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)結(jié)合起來創(chuàng)建新的車載電源系統(tǒng)。靈活的控制其工作的轉(zhuǎn)換，才能有效的利用太陽(yáng)能和汽車尾氣的熱量。達(dá)到最終的目的。為我國(guó)的汽車行業(yè)創(chuàng)建新的篇章。

5 結(jié)束語

綜上所述，科學(xué)的、合理的、有效的、節(jié)能的車載終端電源那系統(tǒng)在維未來將被廣泛使用。因此，本文從車載終端的功能模塊分析出發(fā),提出了系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)方案,分析了各個(gè)系統(tǒng)電源的電路設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),并設(shè)計(jì)了一種車載終端電源管理的流程.所設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)能適用于多種車載環(huán)境。并對(duì)我國(guó)未來車載終端電源系統(tǒng)的發(fā)展以及走向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概括以及分析。對(duì)于車載終端及其他汽車電子產(chǎn)品的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我們要積極努力的做到最好。為我國(guó)作出一定的貢獻(xiàn)。

[1]宋曉杰，嵌入式系統(tǒng)電源管理架構(gòu)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]。重慶：重慶郵電大學(xué)，2012.

[2]梁華東，基于IS07637的車載電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]。今日電子，2009（5）：80-81.

[3]黃先進(jìn)，蔣曉春，葉斌，等。智能化IGBT驅(qū)動(dòng)電路研究[J]電工技術(shù)學(xué)報(bào)，25005,20（4）：89-93.

Application and design of power supply system in vehicle

Liu Song
（Guangzhou Ehangcom Vianet Communications Co .,Ltd, 510630）

With the development of our economy and the progress of human society. Our increasing deman d for energy, energy conservation and emission reduction has become our top priority. Therefore, thi s is a way to solve the energy problem that to reduce the power consumption of automotive power system. Achieve in the vehicle system design a stably, efficiently, energy-saving system.Through the analysis o f power supply system function module of the vehicle terminal, and then design the system power compositio n scheme.Thus realizes each system power supply reasonable distribution as well as the energy conservation goal.

power supply system; vehicle terminal; energy saving