車載電源控制和電源設計

　　ARK-1388 嵌入式工控機已測試適用于12 V和24 V電池系統。一種測試是電源斷開電感負載時的瞬態模擬。一種測試是模擬由于連接電汽配線電感在測試裝置并聯設備中產生的電流突然中斷。還有一種測試是點火裝置關閉后DC發動機充當動力時的瞬態模擬。模擬轉換過程的結果表明，瞬態可能發生，并受分布電容和連接電汽配線電感的影響。

　　若沒有定義具體值，建議使用I ~ IV欄的等級。ARK-1388通過適用于12 V和24 V系統的測試等級III;各個測試脈沖的詳細規格請參考ISO-7637-2認證。

　　圖2：ISO-7637-2中用于12 V / 24 V系統的測試等級

　　研華硬件電源設計

　　車載電源保護機制可檢查和監控多種系統狀態，并發出故障警報。

　　電源保護機制可防止設備可能遭受反極性造成的損壞。即使電池裝反了，或者DC電源接反，該機制也可使DC供電設備正常工作。

　　設備還配有電涌保護器，使其免受電壓峰值造成的損壞。若電壓超過安全值，該機制會通過地面抑制或短接電壓調節電氣設備的電壓。

　　冷啟動是機動車環境應用中的突出問題。車輛引擎遇冷或凍結一段時間后，機油會變得很黏，需要發動機增大輸出扭力，進而增大電池電流。這個高電流負載可將點火時的電池電壓降到6 V，然后再返回額定電壓13.8 V(典型)。但是某些子系統要求整個冷啟動過程中的電壓恒定為5 V，這時問題就會產生。這包括ECU、環境和應急系統微處理器等與車輛安全和性能息息相關的應用。

　　研華的理想電源方案還支持負載突降。電池電纜斷開時，若交換機在充電，而電路上還有其它電流負載，就會產生負載突降。引擎運行時可能由于電纜腐蝕，連接不穩定或故意斷開而切斷電池。交換機充電時若電池突然斷開，瞬時電壓峰值可高達80 V。這種情況下多數計算機系統可能會崩潰。負載突降幅值取決于電池斷開時交換機的速率和當前集電量。而負載突降脈沖持續時間主要取決于當前集電電路的持續時間和脈沖幅值。多數新交換機的負載突降幅值受附加限制二極管的限制。

　　研華軟件電源設計

　　除了硬件電源管理功能，研華產品還具有軟件智能監控特性。安裝的微控器可穩定車載電源系統。用戶友好的實用程序接口可允許用戶自行設置時序和電壓。例如，延遲時間的多組電源可通過實用程序和硬件跳線進行設置。覆蓋設置時將發出報警提示。

　　用戶可通過跳線將電源設置為“車輛模式”或“ATX模式”。設置為“車輛模式”時，基于微控器的PIC軟件會檢查車輛的點火和電池狀態。系統啟動前，軟件會自動判斷電池類型，并檢查閥值電壓為12 V還是24 V。若電池電壓足夠啟動系統，軟件會檢查點火狀態。實用程序中設置的點火電壓很高，如8 V以上。軟件會確保計算系統在點火打開前不自動啟動。進行點火打開和關閉切換時，系統電源會順利啟動。穩定電壓的時序狀態可按默認值設置，如10 s以后。若電壓在設定值后沒有穩定下來，系統會自動關閉。

　　系統運行時，PIC軟件會持續監控電池電壓狀態。若電量不足，驅動會接到通知，然后系統會在設定時間內自動關閉。

　　PIC軟件也會檢查點火狀態。車輛點火裝置關閉后，操作系統會延遲關閉，待數據保存好后徹底關閉。延遲時間為30 s(斷電延遲)~ 180 s(硬斷電延遲)，取決于軟件設置。若系統由于某種原因不能順利關閉，硬斷電延遲設定將確保數據自動強制進入待機模式，避免車上電池電力被耗盡，造成車子無法開動。