#電源設計 #汽車電子 #高壓暫態

【瞬間暴衝的電壓，很危險】

卡車、汽車和重型設備環境對任何類型的電源轉換元件要求都非常嚴格。寬廣的操作電壓範圍、很大的暫態變化和溫度偏移都為可靠、堅固的電子系統設計帶來了巨大的挑戰。此外，有些應用要求在引擎罩內安裝電源轉換元件，因此需要這類元件能夠在 150℃ 時運作；同時，電子元件數量不斷增加，可用空間卻不斷縮小，因此具備高效率和可穿越高輸入湧浪電壓的能力就變得更加重要。

無論是負載突降、冷啟動還是引擎罩下的高溫，汽車內建電源設計都必須保證在所有條件下電源能可靠運行。在正常的穩定狀態下，12V 電池系統僅在約 9～18V 範圍內變化，24V 系統則在約 21～36V 範圍內變化。然而，在負載突降暫態條件下，可能產生超過 120V 的電壓，且該電壓可能持續存在數百毫秒。當交流發電機為汽車電池充電而電氣開路導致電池與交流發電機瞬間斷接時，就會發生負載突降的情況，這是一種非常常見的現象。

在電壓穩壓器能響應之前，交流發電機的全部充電電流都直接進入汽車電源匯流排，從而將匯流排電壓提高到可能非常危險的水準。物理斷接可能導致出現這樣的暫態現象，而電池電纜連線故障或是電池端子受到腐蝕，也可能導致這種現象。車輛設計中的其他物理因素也是值得關注的，尤其是汽車具備很長的電源線，以從引擎艙中的配電箱向汽車中各個遙遠的角落供電。

延伸閱讀：
《高壓 IC 可取代汽車湧浪抑制元件》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2018/0420/38610.html
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#亞德諾ADI #凌力爾特LTC #LTC3895

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#汽車電子 #發光二極體LED #電源設計 #AEC-Q100 #TS16949 #油電混合車HEV #電動車EV

【汽車日行燈改用 LED，好處多多】

歐洲已規定自 2011 年 2 月起製造的新車皆須強制配備日行燈，商用車則是從 2012 年 8 月開始，為汽車與箱型車設計人員提供許多機會，在多方面提升駕駛體驗及其品牌形象。上述提升的關鍵在於改用發光二極體 (LED) 的固態技術。由於提升核心製程的量子效率，現在可輕鬆獲得車用可靠性的高亮度 LED。以 LED 為基礎的燈具提供比傳統白熾燈泡更高的能源效率。

LED 組件具有更高的可靠性。超過 10 年的有效使用壽命，意味在車輛使用壽命期間內可能無需更換。此外，LED 所需空間比燈泡小，日行燈有更多安裝位置的選項，大幅強化汽車製造商的品牌形象；設計人員可使用 LED 燈條呈現象徵製造商標誌的形狀，或依車輛輪廓打造更具美感的形狀。LED 日行燈對於駕駛情況的變化可做出更好反應，在起霧時可提高輸出或降低亮度以作為停車燈使用。

因此，LED 燈條的有效調光控制是電源控制器的關鍵需求，但這並非唯一需求。汽車環境會對日間與夜間行駛用的 LED 頭燈設計帶來一些無法預期的結果，所使用的組件在開發時皆須符合 AEC-Q100 與 TS 16949 等產業標準，還須在寬幅溫度範圍內運作，對於駕駛具有關鍵性的零件最高達 +125°C。由於前端部分電子控制單元 (ECU) 相互接近，故低電磁干擾很重要。

LED 電源與控制電路有特定的電氣要求，即使在汽車正常運作下，供應電壓的範圍也會涵蓋 9V～16V。如此可在從亞熱帶到熱帶的各種溫度範圍條件下，為電池進行充電；但實際電壓很容易超出上述限制。輸入電壓可從意外反向連接電池延伸到跨接啟動情況下 12V 電池電壓的兩倍，導致負載突降而故障，例如纜線運作稍有鬆動而發生暫時性的電池與發電機斷開連接時，會發生瞬態電壓突波。

即使使用集中式負載突降箝位電路，組件也必須能處理高達 60V 的輸入電壓。雖然汽車電氣系統內部通常有保護機制，但仍需保護電路因應過電壓、欠壓、過電流、短路及過熱等情況。除了上述故障情況外，引進引擎怠速熄火技術的重點在於節能設計，必須注重更廣大的作業電壓範圍。當車輛重新發動並準備從靜止位置前進時，來自引擎的大量電流需求會使電池電壓低於 9V、最低會低至 6V。

延伸閱讀：
《LED 控制發揮日行燈最大效益》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0808/36274.html

#Diodes公司 #ZXLD1371Q

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#汽車電子 #電源設計

【汽車電子系統，全面蔓延中】

為提高行車安全性、舒適度、效率和性能，汽車電子系統密度不斷提高，需要尺寸更小和性能更高的電源轉換支撐。此類新型多通道電源管理提供四個獨立的電源軌，其中三個通常用來為微處理器 (MPU) 所需的 V-CORE、 V-I/O 和 V-MEM 供電，第四個 5V 軌一般用來為 CAN 收發器供電。這些新型電源 IC 須具備以下特點：

★用單一電源管理 IC 提供多個電壓軌；
★跨多種電壓範圍提供可靠的性能，包括小於4V 到超過 36V 的拋載暫態；
★提供從 5V 直至低於 1V 的輸出範圍；
★具備超低電磁干擾(EMI)輻射
★最大限度減輕過熱問題，並優化電池執行時間；
★超低靜態電流 (每個通道小於 10 μ A) 可使安全、環境控制和資訊娛樂系統等始終保持導通，在汽車引擎 (交流發電機) 不運行的情況下保持工作狀態，且不會耗盡汽車電池的電量；
★提供最小且具多個電壓軌的解決方案，盡可能減少電源轉換電路所需空間；
★提供 2MHz 或更高的開關頻率，以保持開關雜訊在 AM 無線電頻段以外，並維持極小的占板面積。

汽車中的電子系統日益增多、越來越複雜，提高電源 IC 性能的目的是允許設計適應這種狀況的電子系統。幾年前，還僅能在「高階」豪華型汽車中見到這些系統，但現在這些系統在每一家製造商的汽車中都屬於常見配置，進一步加速汽車電源 IC 市場的成長。一般而言，電路中最大的元件不是電源 IC，而是外部電感和電容；透過將電源 IC 的開關頻率從 400kHz 提高到 2MHz，這類外部元件的尺寸可大幅減小。

不過，要有效實現這一目標，電源 IC 必須能夠在這類較高的頻率上具備高效率，這在以前是不可行的。然而，透過採用最新製程和設計方法，已經開發出同步電源 IC，這類 IC以 2MHz 切換時效率超過 90%。此外，因為汽車電氣環境有固有雜訊，很多應用易於受到電磁干擾 (EMI) 影響，所以極需關注的是，開關穩壓器不能加重這類 EMI 問題。汽車中電子系統的數量和複雜性都在迅速增加，因此須對電源管理 IC 性能提出更高的要求。

延伸閱讀：
《汽車電子系統促進對多通道同步降壓型轉換器的需求》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2016/0201/31086.html
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#凌力爾特Linear #LT8602