1、行车记录仪电源模块化设计By:李军华 2016-11 ITPS 在车载设备中的特殊性在网上搜索到一款车载 PC 电源,带有 ITPS 功能,它是这样定义的:什么是车载 ITPS 功能模块电源?汽车的点火控制系统。该模块可实现由点火控制系统直接控制 PC 的启动和退出。简单说,借助汽车 ACC 开关来控制上车一拧钥匙,DC 电源会给主机发开机信号 PC 延时5-10 秒自动开机(躲过启动发动机时的用电峰值) ,下车一拔钥匙就走人,10-30 秒后 ITPS 给系统发出关机指令,延时 30s 是防止驾驶时发生意外(如熄火等)导致设备掉电关机。ITPS 功能真正实现了随车自动开关,停驶它会自动切断电
2、源,防止耗尽汽车蓄电池。汽车起动后钥匙应停留在 ON 位:从 LOCK 直接进入 START 的启动状态,会瞬间增加电瓶负荷,同时由于各电器设备还没完全进入工作状态,电脑很难正常指挥发动机起动,正确的做法是,在每个档位做瞬间停留 1,2 秒。发动机不运转时,不要将点火开关设置在 ON 位,以防蓄电池放电和点火其受损,下图为点火开关示意图。电源模块化 3.3VSB 待机电源,上电就有, 12V 12v 主电源,供给 12v 负载使用,如摄像头,屏幕等 5V 5v 主电源, PS_ON 主电源开启信号,高电平开启,低电平关断 PWR_DET 输入掉电检测信号,车载系统在掉电的时候启用后备电源模块化
3、主要是为了降低系统板的设计难度,为降低成本做些准备工作吧。汽车电池电压,有 12v 和 24v 两种, 电压输入: 8V-28V 16-28V 8-14V适用车型 宽电压版 24v 货车 12v 小轿车电源输入级设计12V 车引擎关闭时电池正常电压为 12v, 启动时为 14.4v 但瞬态时峰值可能达到 80v,所要加 TVS。用电设备直接接到电池上,由于汽车的环境复杂,存在各种瞬态冲击,如下图所示:R 由工作电流,最低输入电压,及设备最低工作电压三者决定,我们的设备功耗超过 30w 了,一级用 68v 钳位 第二级用 36v 钳位24v 系统最低电压 16v ,I=1.8A 限流电阻个头一定
4、很大,所以一般不用电阻而用 PTC 来代替代。12V 系统的选个 5KP18AS, 24V 的选 5KP33AS24v 系统可使用 SM8S36A ( 6600w)可是体积太大。图中的 R 是 ptc 自恢复保险丝,可选 3A 的,如果选用电阻的话,电阻值要计算一下,因为电阻会发热哦。阻值小了腿偶效果不好,大了发热严重。ISO7637-1-2002/ISO7673-2-2004 车载电气和电子设备的抗扰度测试Tvs 选型表:3000W 的 1.5 一个,5000W 的 2.4, SM8Z 的 6 块一个型号 说明 型号 说明SM8S36A 6600w SMT5KP36A 5000w 插件 很大
5、个 5.0SMDJ33A 5000W SMT DO214ABSMDJ18A 3000w smt SMDJ33A 3000w smt DO214ABDO214AB 封装可以兼容 3000w 和 5000w 的 tvs 相比目前板上的用料要经济多了。可以和 6000w 的共 layout 过检从容。鉴于对目前 HD 电路的分析,估计对于 TVS 的选型一直都没有一个正确的方法!今后有必要更正。TVS:Revese Stand-off Voltage 反向峰值电压,这个即 TVS 管的工作电压,保证在正常工作时,TVS管两端的电阻很大,这就保证了 TVS 管吸收的电流可以忽略不计。一般来说,这个值等于或略大于正常工作电压。Breakdown Voltage IT 反向击穿电压,表明在直流电流 IT 条件下,测得的反向电压值,表明从此点开始器件进入反向雪崩击穿Test Current IT(mA) 测试电流,用来规定器件的反向击穿电压值。软开关的加入:车载设备要节能,使用开关的地方很多。其工作原理如下:当 Q2 集电极变低时,C1 通过 R4 放电,Q1 栅极电压随之缓慢下降,从而控制 Q1 缓慢导通,使 VDD_OUTx 不会发生突变。VDD_OUTx 的上升时间延长到了 400s软开关加入前后波形比较:系统电源框图