用LOW-IQ降压转换器改进汽车ECU设计

文章:Reno Rossetti,Pankaj Kashikar&Chintan Parikh

审查设计电子控制单元降压转换器的挑战,从低静态电流和低噪声到高可靠性。

高端汽车要求接近一百个电子控制单元(ECU),每个电子控制单元(ECU)都从车电池带有电动机的中间电池的电池。作为示例,示出了发动机控制单元图1.许多ecu必须保持待机模式,即使在点火钥匙关闭。它们的待机电流不断增加,增加了汽车电池的放电速率。因此,这些装置的静电流标准越来越难以满足。ECU降压转换器必须面对许多其他汽车环境固有的挑战。本文综述了ECU降压变换器的设计难点,从低静态电流和低噪声到高可靠性。


图1发动机控制单元

ecur在车里

ECU是控制现代汽车中大部分系统的小型计算模块。它们通过控制器区域网络(CAN)连接并控制汽车发动机,电源窗,制动器,安全气囊,灯,娱乐系统,转向功能等(图2)。为了最大限度地减少电池放电,汽车制造商正在为ECUS指定低至100μA的ECUS的静态电流。


图2
在汽车中可以连接的ecur

为ECU推送

典型的ECU的框图如图所示图3..板载降压转换器为MCU、CAN和I/ o供电,同时直接与电池接口。降压转换器必须承受电池电压,在充满电的电池上最高可达14.7V。采用启停技术的车辆在发动机启动时会经历较大的电压下降,因此电源的下限远低于典型的12V,甚至可以低至6V或更低。一个高的和良好控制的PWM开关频率,高于AM波段,需要减少射频干扰,而扩频是必要的,以满足电磁干扰(EMI)标准。在ECU处理时只有100µA的静态电流,板载降压转换器节省的每一微安都是一个可用于模块的微控制器、存储器或CAN的多微安。最后,一个高效的降压变换器将减少ECU的热产生,提高其可靠性。


图3.ECU块图

低静态电流解决方案

在待机模式下,点火钥匙关闭时,电子待机电流加起来,增加了汽车电池的排放速率。为了减少其静止电流,开关调节器通常在高频下切换以减少被动大小,现在必须减速,并输入跳过模式。跳过模式允许调节器不需要跳过周期,这大大提高了轻度负荷的效率。通过这种操作模式,静态电流降低到少数微安,如图所示图4.


图4.一世问:与Vs.曲线

[继续阅读EDN US:低噪声解决方案]

Chintan Parikh.是Maxim Integrated的执行业务经理,专注于汽车电源管理解决方案。他拥有Santa Clara University的工程管理硕士学位。

nazzareno(里诺)罗塞蒂此外,Maxim Integration的Phd EE是一个经验丰富的模拟和电源管理专业人员,发表的作者,并在此领域拥有多项专利。他在意大利PoliteCnico diorino举办了一段博士学位的电气工程师。

Pankaj Kashikar.是Maxim集成的汽车业务部的高压电源产品工程总监。他拥有科罗拉多大学,博尔德,博尔德大学的电气工程学位,从印度孟买大学学士学位。

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