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電源造成的車(chē)輛怠速啟停不穩(wěn)問(wèn)題該怎么辦?

發(fā)布時(shí)間:2018-11-28 責(zé)任編輯:xueqi

【導(dǎo)讀】怠速啟停時(shí)的電池電壓下降引起的功能不全、怠速啟停后的電池電量波動(dòng)(啟動(dòng))引起的誤動(dòng)作等問(wèn)題也是亟需要解決的問(wèn)題。為此,羅姆開(kāi)發(fā)出了優(yōu)異的低消耗電流和穩(wěn)定性能(瞬態(tài)響應(yīng)特性,以下簡(jiǎn)稱(chēng)“響應(yīng)性能”)的升降壓電源芯片組。
 
自動(dòng)啟停功能(ISS,怠速啟停)成了買(mǎi)車(chē)時(shí)不可不饒開(kāi)的功能,而目前的趨勢(shì)也是越來(lái)越多的車(chē)型開(kāi)始搭載了這項(xiàng)功能。以市面上最火爆的轎車(chē)和SUV為例,會(huì)發(fā)現(xiàn)能夠買(mǎi)到自動(dòng)啟停功能的車(chē)型已經(jīng)過(guò)半。甚至如別克英朗、昂科威,本田CRV更是全系搭載。但是
 
近日,羅姆在北京舉辦的電源技術(shù)發(fā)布會(huì)上宣布開(kāi)發(fā)出了業(yè)界最優(yōu)異的低消耗電流和穩(wěn)定性能(瞬態(tài)響應(yīng)特性,以下簡(jiǎn)稱(chēng)“響應(yīng)性能”)的升降壓電源芯片組。ROHM半導(dǎo)體(北京)公司設(shè)計(jì)中心工控FAE部工程師吳波先生給來(lái)訪媒體們?cè)敿?xì)講述了該升降壓芯片組合Quick Buck Booster 新概念技術(shù)。
 
什么是怠速啟停?
 
怠速啟停系統(tǒng)的工作原理是,當(dāng)車(chē)輛因?yàn)閾矶禄蛘呗房谕V剐羞M(jìn)。駕駛員踩下制動(dòng)踏板,停車(chē)摘擋。這時(shí)候,Start/Stop系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè):發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)且沒(méi)有掛擋;防鎖定系統(tǒng)的車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示為零;電子電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次啟動(dòng)。滿(mǎn)足這三個(gè)條件后,發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
 
現(xiàn)在市面采用的都是降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器,在車(chē)子啟動(dòng)時(shí),電池電壓的下降會(huì)使得車(chē)載電子控制單元(Electronic Control Unit, 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“ECU”)停動(dòng)。要想使ECU穩(wěn)定工作,就需要升降壓轉(zhuǎn)換器。
 
圖1:電池電壓和ECU在怠速過(guò)程中的工作原理
 
但是與降壓型轉(zhuǎn)換器相比,以往的升降壓型轉(zhuǎn)換器控制復(fù)雜且響應(yīng)性能較差,輸出需要大容量電容器。升降壓轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)已是長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。
 
Quick Buck Booster新概念技術(shù)
 
對(duì)此羅姆推出了新概念電源電路技術(shù)“Quick Buck Booster(QBB)*)”來(lái)解決升降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)問(wèn)題。
 
圖2:Quick Buck Booster(QBB)技術(shù)簡(jiǎn)介(與以往產(chǎn)品比較)
 
以往的升降壓轉(zhuǎn)換器有兩個(gè)大包協(xié)商輸出,控制復(fù)雜,且響應(yīng)性能差;采用QBB技術(shù)的升降壓轉(zhuǎn)換器只有一個(gè)大腦,所以控制簡(jiǎn)單,響應(yīng)性能優(yōu)異。凝聚ROHM車(chē)載電源技術(shù)精髓的升降壓電源芯片組由具備升壓功能的降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器「BD8P250MUF-C」和升壓專(zhuān)用IC「BD90302NUF-C」組成。核心器件「BD8P250MUF-C」中采用了新概念升降壓控制技術(shù)「Quick Buck Booster」僅需在后端追加「BD90302NUF-C」,即可在不損害降壓電源在性能方面的特性?xún)?yōu)勢(shì)的情況下成功構(gòu)建升降壓電源。
 
圖3:降壓DC/DC與升降壓DC/DC實(shí)物展示
 
特點(diǎn)1:實(shí)現(xiàn)升降壓電源業(yè)界最優(yōu)異的低消耗電流和響應(yīng)性能
 
該升降壓電源,可實(shí)現(xiàn)業(yè)界最優(yōu)異的無(wú)負(fù)載時(shí)消耗電流8µA,并以44µF輸出電容容量實(shí)現(xiàn)輸出電壓波動(dòng)僅±100mV的穩(wěn)定工作(消耗電流比普通產(chǎn)品低70%,輸出電容容量減少50%),因此非常有助于配備怠速啟停功能的車(chē)輛等在短時(shí)間內(nèi)輸入電壓發(fā)生顯著下降的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作以及進(jìn)一步節(jié)能。
 
圖4:升降壓控制技術(shù)“Quick Buck Booster”的效果
 
圖5:以往產(chǎn)品與RHOM新產(chǎn)品輸出電源波動(dòng)比較
 
特點(diǎn)2:業(yè)界首創(chuàng)在同一PCB板上輕松切換升降壓和降壓功能
 
圖6:升降壓電源和降壓電源的切換
 
該芯片組融入了Quick Buck Booster技術(shù),從而可實(shí)現(xiàn)以往無(wú)法實(shí)現(xiàn)的升降壓電源和降壓電源的電源PCB板、外圍部件、噪聲對(duì)策的通用設(shè)計(jì)。
 
因此,從降壓電源變身為升降壓電源僅需增加1枚升壓專(zhuān)用IC即可輕松實(shí)現(xiàn),與升降壓電源和降壓電源分別設(shè)計(jì)的情況相比,開(kāi)發(fā)周期可縮減50%。
 
特點(diǎn)3.低噪聲性能和不干擾AM廣播頻段的特點(diǎn)有助于穩(wěn)定工作
 
圖7:新產(chǎn)品噪聲性能比較
 
「BD8P250MUF-C」內(nèi)置擴(kuò)頻功能,以滿(mǎn)足抗電磁干擾(Electromagnetic Interference, 以下簡(jiǎn)稱(chēng)“EMI”)方面不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。實(shí)現(xiàn)低EMI,滿(mǎn)足汽車(chē)領(lǐng)域噪聲國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)“CISPR25”。同時(shí),采用ROHM獨(dú)有的超高速脈沖控制技術(shù)「Nano Pulse Control」始終在不干擾AM廣播頻段(1.84MHz Max.)的2.2MHz頻率下工作,對(duì)于最大36V的高電壓輸入,還實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動(dòng)ECU的5V穩(wěn)定輸出。
 
而且,同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)載ECU電源所需的“低電磁干擾性能”和“高電壓輸入、低電壓輸出,不干擾AM廣播頻段”,有助于對(duì)噪聲性能要求高的車(chē)載系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
 
“Nano Pulse Control”推動(dòng)車(chē)載和工業(yè)設(shè)備電源發(fā)展
 
Nano Pulse Control技術(shù)于2017年8月發(fā)布,已廣泛應(yīng)用于針對(duì)汽車(chē)、工業(yè)的多款降壓芯片中。應(yīng)用了該技術(shù)的BD9V100MUF的性能大大提升,實(shí)現(xiàn)世界最短導(dǎo)通時(shí)間9ns,同時(shí)在f=2MHz條件下,由48V輸入直接輸出1V成為可能,適用于48V輕度混合動(dòng)力系統(tǒng)和一些無(wú)線(xiàn)通信以及工業(yè)設(shè)備。
 
圖8:Nano Pulse Control技術(shù)應(yīng)用
 
RHOM車(chē)載電源IC的未來(lái)發(fā)展方向
 
ROHM一次電源和二次電源發(fā)展線(xiàn)路圖如下:
 
圖9:RHOM車(chē)載電源發(fā)展線(xiàn)路圖
 
其中,一次電源主要是從48V或12V降到5V或3V,用于車(chē)載導(dǎo)航等。二次電源是從5V降到1.25到1V,用于ADAS(高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng))等,未來(lái)的技術(shù)趨勢(shì)是更小封裝,開(kāi)發(fā)高附加價(jià)值的電源IC。
 
ROHM北京公司開(kāi)業(yè)
 
會(huì)上ROHM半導(dǎo)體(北京)公司設(shè)計(jì)中心所長(zhǎng)水源德健先生還告訴大家了一個(gè)好消息,ROHM在2018年3月成立了北京公司,過(guò)去北京分公司隸屬上海。新的北京公司業(yè)務(wù)覆蓋東北、華北,還有西安、內(nèi)蒙等地。
 
 
小結(jié)
 
RHOM一直走在時(shí)代的前沿,本次的Quick Buck Booster升降壓技術(shù)很好的解決了車(chē)輛怠速的問(wèn)題,雖然目前帶有怠速功能的汽車(chē)市場(chǎng)占有率相對(duì)少一些,但是在節(jié)能環(huán)保的政策驅(qū)動(dòng)下,未來(lái)這會(huì)不會(huì)是一個(gè)大蛋糕還猶未可知。
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