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启动/停止系统为汽车电子产品节省燃料

2013-08-01 10:14
来源: 与非网

  通过使用一种新的和称为“启动/停止 (Start/Stop)”的系统,很多汽车制造商已经发明出一种聪明、节省汽车燃料的方法。当汽车处于停顿和空档时,这种系统自动关闭汽车引擎,然后在驾驶员再次踩下离合器踏板时,再重新启动引擎。通过在每次汽车完全停止时关闭引擎,如遇到红灯时,然后再自动重新启动引擎,汽车启动/停止功能可帮助减少燃料消耗和尾气排放。与没有使用这类系统的汽车相比,在城市交通情况下,燃料消耗可以减少高达 8%。

  原理很简单,如果引擎没有运转,它就不消耗燃料。无论何时,只要不需要引擎工作,汽车启动/停止功能就关闭引擎。在交通拥挤甚至在走走停停的交通情况下,只要将汽车置于空档并让脚离开离合器,就可以激活这个功能。信息娱乐系统显示器上显示的启动/停止信息表明,引擎已经关闭。要再次启动引擎,只要踩下离合器,再给汽车挂上挡,引擎就会立即启动工作,毫无延迟地立即准备好继续行驶。

  应该指出的是,自动启动/停止功能不影响驾驶舒适度和安全性。例如,在引擎达到理想运行温度之前,不启动该功能。同样,如果空调尚未将车内温度调整到想要的温度、电池尚未充分充电或者驾驶员在转动方向盘,那么也不启动该功能。

  汽车启动/停止功能由一个中央控制单元来协调,该单元监视来自所有相关传感器的数据,其中包括发动机启动器和交流发电机。如果对于舒适性或安全性来说有必要的话,该控制单元会自动重新启动引擎。例如,如果车轮开始滚动、电池电量变得太低或挡风玻璃上出现水雾。此外,大多数系统都能辨别暂时停车和旅程终点之间的区别。如果驾驶员解开安全带,或者如果车门或后备箱打开,那么系统就不会重新启动引擎。如果需要,汽车启动/停止功能可以通过一个按钮完全禁止。

  不过,当引擎重新启动且信息娱乐系统处于运作状态或存在需要高于 5V 电压的其它任何电子设备时,12V 电池就有可能下降至不足 5V,从而导致这些系统复位。有些信息娱乐系统在 5V 至 8.5V 的输入电压范围内工作,输入电压由一个靠汽车电池工作的降压型转换器提供。在引擎重新启动 (冷车发动)、输入电压降至不足 5V 时,如果 DC/DC 转换器仅有对输入电压降压的功能,那么这些系统将复位。显然,如果正在观看视频或听 CD,而每次汽车重新启动时都得让视频或 CD 自动复位,是不能接受的。

  一种新的解决方案

  凌力尔特公司提供一种 3 通道输出 DC/DC 控制器 LTC3859,该器件在单个封装中兼有一个同步升压型控制器和两个同步降压型控制器。同步升压型转换器的输出馈送到降压型转换器,以保持足够高的电压,防止需要高于 4V 电压的电子系统在引擎重新启动时复位。此外,从汽车电池到升压型转换器的输入电压高于其设定的输出电压时,该转换器就以 100% 占空比工作,只是将输入电压直接传递到降压型转换器,从而最大限度地降低功率损耗。图 1 显示了 LTC3859 的原理图,当电池电压降至低于 10V 时,其同步升压型转换器向同步降压型转换器提供 10V 电压。除了为两个产生 5V/5A 和 8.5V/3A 的降压型转换器供电,该升压型转换器还可以用来提供第三个输出,以提供一个额外的 2A 输出。

启动/停止系统为汽车电子产品节省燃料

图 1:LTC3859 启动/停止应用的典型原理图

  REGULATED AT 10V WHEN VIN < 10V:当 VIN < 10V 时,稳定在 10V

  FOLLOWS VIN WHEN VIN > 10V:当 VIN > 10V 时,跟随 VIN

  2A OUTPUT:2A 输出

  LTC3859 是低静态电流、电流模式控制、3 通道输出同步 DC/DC 控制器,在启动时,全部 N 沟道 MOSFET 都在 4.5V 至 38V 的输入电压范围内工作,启动后可在低至 2.5V 时工作。两个降压型控制器 (通道 1 和通道 2) 以 180 度相差工作,可以产生 0.8V 至 24V 的输出电压,适用于导航、信息娱乐系统、处理器和存储器。升压型控制器 (通道 3) 与通道 1 同相工作,可以产生高达 60V 的输出电压。每个通道强大的 1.1? 内置栅极驱动器最大限度地降低了 MOSFET 的开关损耗。工作频率可以在 50kHz 至 900kHz 范围内设定,或者可以用内部锁相环 (PLL) 同步至 75kHz 至 850kHz 的外部时钟。

  其它特点包括:一个用于 IC 电源和栅极驱动的内置 LDO、可编程软启动、一个电源良好信号和外部 VCC 控制。在 -40°C 至 85°C 的工作温度范围内,VREF 的准确度为 ±1%,LTC3859 采用 38 引线 SSOP 或 38 引线 5mm x 7mm QFN 封装。

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