汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源工作原理（以六大方面詳解）

在人人都使用手機(jī)的智能時(shí)代，其電量續(xù)航問(wèn)題也成為了人們一大關(guān)注點(diǎn)，因此，移動(dòng)電源（俗稱(chēng)充電寶）應(yīng)運(yùn)而生，以便捷式出行，簡(jiǎn)單快速充電，受到廣大用戶(hù)喜愛(ài)；甚至你現(xiàn)在隨意逛個(gè)商場(chǎng)、奶茶店，前臺(tái)都會(huì)準(zhǔn)備著共享充電寶，十分方便。

手機(jī)的電量續(xù)航解決了，老司機(jī)們可就不愿意了，咱們的汽車(chē)虧電無(wú)法啟動(dòng)怎么解決呢？只能搭電？叫救援？OK，商家們?cè)谝苿?dòng)電源的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源，專(zhuān)為虧電汽車(chē)供電打火，保證續(xù)航；汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源的問(wèn)世，同樣是不同凡響，在整個(gè)車(chē)友界都有著它的話題，就拿最近比較熱議的：汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源工作原理是什么？下面來(lái)給大家講講。

前面我們提到，汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源大多是移動(dòng)電源廠家研發(fā)生產(chǎn)，因?yàn)橐苿?dòng)電源制作門(mén)檻低，熟悉簡(jiǎn)單的電路就行，所以做汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源的工廠大多都沒(méi)有核心的產(chǎn)品技術(shù)，電池電芯被充當(dāng)一個(gè)組裝整合的程序，這樣的產(chǎn)品以低廉的價(jià)格賣(mài)給消費(fèi)者，影響使用安全和行業(yè)平衡。這里我們以六方面來(lái)講解汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源的原理是怎樣的。

一、輸入電壓VIN范圍，12V電池電壓的瞬變范圍決定了電源轉(zhuǎn)換IC的輸入電壓范圍。我們常見(jiàn)的汽車(chē)蓄電池電壓范圍為9V~16V，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，汽車(chē)蓄電池的標(biāo)稱(chēng)電壓為12V；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，蓄電池電壓在14.4V左右。在不同條件下，瞬態(tài) 電壓也可能 達(dá)到±100V。ISO7637-1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義了 汽車(chē)蓄電池的電壓波動(dòng)范圍。除了ISO7637-1，還有一些針對(duì)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)定義的電池工作 范圍和環(huán)境。大多數(shù)新的規(guī)范是由不同 的OEM 廠商提出的，不一定遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，任何新標(biāo)準(zhǔn)只要是涉及到汽車(chē)安全都要求系統(tǒng)具有過(guò)壓和欠壓、防反沖保護(hù)。

二、散熱，散熱需要根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的最低效率進(jìn)行設(shè)計(jì)。在空氣流通差，或者沒(méi)有空氣流通的應(yīng)用場(chǎng)合下，如果環(huán)境溫度較高，且外殼存在熱源，設(shè)備會(huì)迅速發(fā)熱。這就好比，大多數(shù)音頻放大器需要安裝在散熱片上，并需要提供良好的空氣流通條件以耗散熱量。另外，PCB材料和一定的覆銅區(qū)域有助于提高熱傳導(dǎo)效率，從而達(dá)到最佳的散熱條件。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓(比如：3.3V)輸出時(shí)，線性穩(wěn)壓器將損耗75%的輸入功率，效率極低。為了提供1W的輸出功率，將會(huì)有3W的功率作為熱量消耗掉。受環(huán)境溫度和管殼/結(jié)熱阻的限制，將會(huì)明顯降低1W最大輸出功率。對(duì)于大多數(shù)高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸出電流在150mA至200mA范圍時(shí)，LDO能夠提供較高的性?xún)r(jià)比。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓(例如：3.3V)，功率達(dá)到3W時(shí)，需要選擇高端開(kāi)關(guān)型轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器可以提供30W以上的輸出功率。這也正是汽車(chē)應(yīng)急啟動(dòng)電源制造商通常選用開(kāi)關(guān)電源方案而排斥基于LDO的傳統(tǒng)架構(gòu)的原因。

三、靜態(tài)工作電流(IQ)及關(guān)斷電流(ISD)。隨著汽車(chē)中電子控制單元(ECU)數(shù)量的快速增長(zhǎng)，汽車(chē)蓄電池消耗的總電流也不斷增長(zhǎng)。即使發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉并且電池電量耗盡時(shí)，有些ECU單元仍然保持 工 作。為了保證靜態(tài)工作電流IQ在可控范圍內(nèi)，大多數(shù)OEM廠商開(kāi)始對(duì)每個(gè)ECU的IQ加以限制。例如歐盟提出的要求是：100μA/ECU。絕大多數(shù)歐盟 汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ECU的IQ典型值低于100μA。始終保持工作狀態(tài)的器件，例如：CAN收發(fā)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和微控制器的電流損耗是ECU IQ的主要考慮因素，電源設(shè)計(jì)需要考慮最小IQ預(yù)算。

四、成本控制，對(duì)于成本和規(guī)格的折中是影響電源材料清單的重要因素。對(duì)于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，成本是設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素。PCB類(lèi)型、散熱能力、允許選擇的封裝及其它設(shè)計(jì)約束條件實(shí)際受限于特定項(xiàng)目的預(yù)算。例如，使用4層板FR4和單層板CM3，PCB的散熱能力就會(huì)有很大差異。

五、位置/布局，在電源設(shè)計(jì)中PCB和元件布局會(huì)限制電源的整體性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電路板布局、噪聲靈敏度、多層板的互連問(wèn)題以及其它布板限制都會(huì)制約高芯片集成電源的設(shè)計(jì)。而利用負(fù)載點(diǎn)電源產(chǎn)生所有必要的電源也會(huì)導(dǎo)致高成本，將眾多元件集于單一芯片并不理想。電源設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體的項(xiàng)目需求平衡整體的系統(tǒng)性能、機(jī)械限制和成本。

六、電磁輻射，隨著時(shí)間的變化電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，輻射強(qiáng)度取決于頻率和幅度，一個(gè)工作電路所產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)直接影響另一電路。為了避免這些負(fù)面影響，OEM廠商針對(duì)ECU單元制定了最大電磁輻射限制。

為保持電磁輻射(EMI)在受控范圍內(nèi)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的類(lèi)型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、外圍元件選擇、電路板布局及屏蔽都非常重要。經(jīng)過(guò)多年的積累，電源IC設(shè)計(jì)者研究出了各種限制EMI的技術(shù)。外部時(shí)鐘同步、高于AM調(diào)制頻段的工作頻率、內(nèi)置MOSFET、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)等都是速銳得近年推出的EMI抑制方案。