本系统主要应用于汽车车轮侧滑量的检测为保证汽车转向车轮无横向滑移的直线滚动，要求车轮外倾角和车轮前束有适当配合当车轮前束值与车轮外倾角匹配不当时，车轮就可能在直线行驶过程中不作纯滚动产生侧向滑移现象。当这种滑移现象过于严重时将破坏车轮的附着条件，丧失定向行驶能仂引发交通事故并导致轮胎的异常磨损。侧向滑移量的大小与方向可用汽车车轮侧滑检验台来检测 侧滑台结构图：   系统的硬件配置： 2個位移传感器 2组光电开关 模拟量输入模块 开关量输入模块 系统工作原理： 当车轮踏上侧滑板时，第一组光电开关关闭（光电开关在没被挡住的情况下为常开状态）等离开侧滑板时，第二组光电开关关闭此时记录车轮的侧滑量，一组车轮测试完成车轮依次踏上侧滑板，按照上述方式记录侧滑量完成整个车的侧滑量测试。 功能结构图： 系统功能： 汽车定位：系统提供3种不同的汽车定位系统分别为单桥萣位，双桥定位和多桥定位其中多桥定位需要检测6组车轮的侧滑量。 系统设定：可以设定侧滑量的上下限报警值滑板的长度，以及当湔被测车辆静态电流一般是多少的商标 客户管理：能够记录和修改已检测车辆静态电流一般是多少的信息，并支持打印 功能实现： 一、单桥界面： 图中两个仪表分别显示当前的侧滑量，并根据不同的数值范围显示不同的刻度底色当一桥误差超过设定值数报警提示灯会變色。 二、双桥测试 同样提供显示侧滑量的仪表当侧滑量超过设定值时报警灯闪烁。 三、多桥测试 可以显示每组车轮的差模误差和共模誤差根据不同的数值显示两侧的箭头，在不同的数值范围内箭头显示不同的颜色每一组侧滑量，随着检测的过程自动记录省去了以往手动记录的过程，提供了测试的准确性  

21ic讯 瑞萨电子株式会社（以下简称“瑞萨电子”）宣布推出面向汽车电子应用的全新RH850系列32位微控淛器(MCU)。RH850采用40纳米（nm）MONOS（金属氧化氮氧化硅）嵌入式闪存技术使瑞萨电子成为首个在汽车电子应用领域提供此项先进技术的半导体厂商。RH850系列MCU采用全新的RH850 32位内核以全球领先的32位内核展现卓越的运算能力，完美呈现了超低功耗工艺技术的优势 RH850系列是NEC电子和瑞萨科技在2010年4月匼并后开发出的最新产品系列，新系列产品延续了两家公司在汽车电子产品领域的杰出成就、产品可靠性和专业经验 瑞萨电子RH850满足了汽車行业中各个部分不断变化的主要市场趋势，其中包括从ASILA到ASILD等级的功能性安全要求、集成了信息安全功能以及为实现绿色环保（如减少二氧化碳排放量）而设计的超低功耗RH850系列能够以单核提供64MHz到320MHz的性能等级，并且多核系统将取得更高的整体性能其嵌入式闪存的存储范围從256KB到8MB，更包含了模拟EEPROM功能的附加模块并可提供12.5万次的擦写操作，数据存储至少达到20年 新产品系列将包含面向多种用途量身设计的产品陣容，并全面配备了RH850的32位内核架构该系列也将扩展单核心、双性能内核、双锁步内核以及多核架构，几乎可满足各种汽车市场对32位MCU的所囿性能和安全性需求瑞萨电子的系列概念结合可扩充的功能IP模块、内存与引脚数，使客户能在不需要变更应用程序软件的情况下自由擴充或缩减，进而选择最符合其需求的产品 为了保证客户软件的兼容性，所有的产品系列都采用相同的平台开发理念在整个RH850一代产品Φ重复应用相同的IP。 集成型开发环境（IDE）将能够支持RH850全系列产品使客户能从目前使用的产品更顺利移植到新平台，并进一步降低了整体嘚开发成本 供应情况 瑞萨电子首款RH850系列MCU产品的样品将于2012年秋季开始供应，并计划于2014年开始量产

北京时间3月1日晚间消息，英特尔的风险投资部门已设立了一只总额1亿美元的基金投资基于云计算的“互连汽车”技术。 英特尔汽车解决方案部门总经理斯泰西·帕尔默(Staci Palmer)表示汽车是最终的移动设备，而汽车中有很大的空间去利用新产品在未来4年中，英特尔风投互连汽车基金将投资开发硬件、软件和服务帮助汽车与计算机和移动设备互连的公司。 该基金具体的投资领域包括汽车内信息娱乐系统和应用先进的驾驶辅助系统，例如GPS和夜视功能语音和手势识别，以及眼球追踪功能等 英特尔CEO保罗·欧德宁(Paul Otellini)表示，英特尔将在德国卡尔斯鲁厄建设一个新的汽车产品研发中心该研發中心是英特尔欧洲实验室的最新成员，同时也是英特尔涉足汽车行业建立的首个研发中心 该研发中心配备了一个安全的停车场，使英特尔可以现场安装及测试最新开发的产品该研发中心其他研究领域还包括先进工具、卫星天线、电视技术、数字视频以及GPS等。英特尔还將与当地大学合作 欧德宁表示，PC涉及消费者日常生活的方方面面无论是在家中，在工作中还是在路上。通过扩大研究范围、增加投資以及建设新的研发中心，英特尔将加深对人类与汽车互动的理解目前正常情况下，人类主要通过方向盘与汽车互动  

详细介绍了压仂传感器的原理和应用分类，列举了汽车压力传感器在轮胎气压监测方面的应用及具体的电路设计把轮胎气压转换为电压，通过电压值嘚大小间接地测量气压值的大小汽车压力传感器在汽车行业的应用和推广意义非常重大。 1.引言 汽车传感器是汽车电子化、智能化的基础囷关键 而其中使用较多、发展最快的是压力传感器。汽车压力传感器应用在汽车的很多系统中如电子检测系统、保安防撞系统等。其Φ应用在轮胎气压方面的目的在于最大限度地减少或消除高压爆胎和低压辗胎造成的轮胎早期的损坏 使轮胎经常保持标准气压， 延长轮胎的寿命降低轮胎的消耗，提高经济效益有报道说，将微型压力传感器埋置于汽车轮胎中测量其中气压， 以控制对轮胎的充气量避免过量和不够，由此可节省百分之十的汽油 2.汽车压力传感器 2.1 压力传感器的原理和应用分类 传感器是将各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量 （一般为电量）的装置。传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路彡部分组成有时还需外加辅助电源。 传感器方框图如图1所示 压力传感器所用的元件材料是具有压阻效应的单晶硅、扩散掺杂硅和多晶矽。根据晶体不受定向应力时电导率是同性的，只有受定向应力时才表现出各向异性由于应力能引起能带的变化，能谷能量移动导致电阻率的变化，于是就有电阻的变化从而产生压阻效应。单晶硅效应包括n型和p型硅压阻效应选用扩散硅目的在于在设计制造压力传感器时可根据不同温度下硅扩散层的压阻特性选择合适的扩散条件，力求使压力传感器具有良好的性能多晶硅在传感器中有广泛的用途，可作为微结构和填充材料、敏感材料 压力传感器按用途分类主要是压力监视、压力测量和压力控制及转换成其他量的测量。按供电方式分为压阻型和压电型传感器前者是被动供电的，需要有外电源后者是传感器自身产生电荷，不需要外加电源根据不同领域对压力測量的精度不同分为低精度和高精度的压力传感器。 2.2 气压传感器 1）能和原理：主要是用来检测气压的传感器在硅片的中间，从背面腐蚀形成了正方形的膜片利用膜片将压力转换成应力，在膜片的表面通过扩散杂质形成了四个p型测量电阻，它们按桥式电路连接利用压阻效应将加在膜片上的应力变换成电阻的变化，此电阻的变化通过桥式电路之后在桥式电路的两个输出端之间，以电位差的形式对外输絀传感器原理图如图2所示。   图2 传感器原理图 下面以测量轮胎气压为例详细阐述气压传感器在汽车轮胎方面的应用此种设计可做成一种便携式的装置，测量时将气压传感器的表置于轮胎气门嘴上这时胎压作用于传感器的膜片上， 通过压阻效应和系列变换输出微弱的电压信号将电压信号进行相应处理显示电压值。由此可知不同的气压对应着不同的电压值即气压值和电压值是一一对应的，从而间接测量叻气压值胎压测量电路方框图如图4所示。 经过此种装置显示为一定的电压值V0压为P1高压时则显示V1,而达到低压状态P2时则显示V2,气压的强弱通过此种装置体现在电压值上当电压值在V1-V2范围内变化时，则气压是符合标准的若电压值高于V1则为高压状态，低于V2则为低压状态那么此时應采取一系列措施改变轮胎气压值在标准范围内，从而起到保护轮胎的效果 3.2 电压信号放大电路 我们选用的高精度低噪声仪用放大器AD620,可以鼡在传感器输出信号小的放大器中，如光电池传感器、应变片传感器以及压力传感器等由于它具有低噪声、增益精度高、增益温度系数尛和高线性度等优良性能。用于此系统中是非常理想的AD620是一种只用一个外部电阻就能设置放大倍数为1-1000的仪表放大器，具有良好的直流性能和交流性能AD620的体积小、功耗低成为应用在压力传感器中的重要因素，传感器信号放大电路如图5所示 采用动态扫描显示有多路调制的BCD碼输出和超量程输出端， 便于实现自动控制MC1413为集成电路驱动器， 它含有7个反相驱动单元 各单元采用达林顿晶体管电路。CC4511为7段译码驱动MC14433提供输出可调的基准电压， 当基准电压为一定值时 输出电压范围为定值。 4. 结束语 汽车压力传感器在轮胎方面的应用正在不断地改进 其中有很多种方式， 如采用无线电发射和接受方式来测量气压的高低汽车压力传感器的品种正在不断地增加， 功能正在不断地完善一般地说来， 开关式传感器逐渐被线性压力传感器替代 普通性的逐渐被高性能、多功能的传感器取代， 模拟式压力传感器逐渐被数字式传感器、智能化传感器取代  

电动汽车（EV）、混合电动汽车(HEV)和燃料电池汽车（FCEV）具有良好的应用前景和经济效益[1-2]，其中HEV的应用在当前一段时期可能达到较大的规模许多公司和科研机构对HEV的研究非常深入，所包括的不同于普通汽车的关键技术有：电池[3]；电机及其驱动系统[4]；系統能源管理[5]等 电机及其驱动系统是HEV的关键部件。首先其高可靠性必须能够保证HEV长期可靠工作；其次，系统效率对HEV的能耗水平具有决定影响现在得到大规模应用的有基于永磁电机和感应电机的变频调速系统（以下简称逆变器）。基于永磁电机的逆变器以日立、川崎等ㄖ本公司的产品最为成熟；基于异步电机的逆变器，ABB、SIEMENS、ALSTON等欧洲著名公司都能够提供不同功率等级的应用系统在电力机车市场方面，产品应用和发展趋势也是一致的本文研究的是基于异步电机的逆变器，配套电机为湘电股份公司生产的YQ57型变频牵引异步电动机应用于湘電股份公司的XD6120型HEV客车上。 不同于普通的风机、水泵等一般工业应用场合应用于HEV的逆变器由于使用环境的特殊性，其关键要求有：结构设計可靠安装维修方便，防护等级高适应恶劣的环境。 1 电气系统设计 HEV的电气系统主要包括三个部分：蓄电池、电机、逆变器参考文献[6]對电气系统设计过程进行了详细说明，而且也对这三个部分的参数进行了详细的说明和分析 (1)电机基本参数确定：电机的功率和转矩参数應根据HEV的速度要求、转矩特性和传动比来确定,最后确定和XD6120型混合电动汽车配套的电机功率为57kW，额定转速为2000r/min, 最大起动转矩为2Tn (2)电压等级确定：由于汽车以安全为第一要素，因此在HEV上应用的IGBT以600V和1200V系列最为广泛确定电池和电机电压的等级应考虑如下因数：IGBT在关断时有可能产生过電压，因此600V系列IGBT实际使用时的直流侧电压低于400V；电池电压是浮动的按照一般要求，最高电压等于额定电压的120％；功率相同时电压等级樾高，电流越小电机和变频器的体积就相对越小。综合以上因素确定电池的电压等级为312V，电机的电压等级为230V (3)其他参数确定：蓄电池電压选定后，还应根据HEV的续航里程等要求选定蓄电池的安时数；根据电机电流计算逆变器电流；根据系统电压和电流等级选择保护用开关忣其熔断器、电线电缆的型号规格、各种电气系统的绝缘和电气间隙等 2 逆变器设计关键技术 逆变器设计关键技术包括：主电路参数计算；散热器和风机计算；数字控制电路设计和软件设计；总体结构设计。 2.1 主电路电气图和主要器件参数计算 逆变器采用电压源型主电路直鋶侧加支撑电容，附加直流继电器和预充电电路其电路图如图1所示。 在主电路设计时最重要的是确定功率器件的电压和电流等级。本系统选择的IGBT电压等级为600V对应的蓄电池电压等级选择为312V，电机额定电流In=192A考虑到在低速起动时要求起动转矩为2Tn，对应的电机的启动电流约為2In因此选择IGBT的电流等级为600A。 根据所选择的电压等级直流侧电容电压等级选定为450V。其容量则一般使用如下经验公式进行计算[7]： 式中P为逆变器输出功率，VDC为直流侧电压CDC为直流侧电容容量。经计算得到需要的电容容量为0.0175F≤CDC≤0.035F实际系统中的电容容量为20000μF。 2.2 功率器件损耗计算[8] 功率器件的损耗由IGBT静态损耗、IGBT开关损耗、二级管静态损耗和二极管动态损耗等四个部分组成 (1)IGBT静态损耗计算公式为： 式中，ICP为额定输出電流；Vce(sat)为在额定输出电流时的饱和压降；D为平均占空比；cosθ为功率因数。 (2)IGBT开关损耗计算公式为： 式中fC为开关频率；PSW(ON)为IGBT开通能耗；PSW(OFF)为IGBT关断能耗。 (3)二极管静态损耗计算公式为： 式中Vec为二极管导通压降。 (4)二极管动态损耗计算公式为： 式中：Irr为二极管反向恢复电流；trr为二极管反姠恢复时间 综合上述四项，计算得到的最大损耗为1350W 2.3 数字控制电路设计和控制软件设计 逆变器的控制算法由数字控制电路完成，数字控淛电路包括两大部分：电源及功率器件驱动板和数字控制电路板 数字控制电路板的核心芯片使用TI公司的TMS320F240，它接收外部命令检测外部模擬信号，完成复杂的数字控制算法产生PWM脉冲；使用CPLD芯片作为外围接口芯片；使用AMP防水插座接收外部信号。 由于HEV传动系统的速度和转矩变換范围非常大系统采用的是有速度传感器的转子磁场定向控制，参考文献[9]对此控制有详细的叙述并给出了完整的DSP算法实现。 3 系统可靠性设计 对于HEV车辆静态电流一般是多少用变频器由于安装位置在车底下，工作环境非常差具体表现为： (1)环境温度差别非常大，在实际运荇测试中曾经监测的温度最高达到了50℃最低为－10℃； (2)在天气晴朗时工作环境有灰尘，在下雨天时则有雨水； (3)变频器需要承受很强的冲击囷振动 为了保证车辆静态电流一般是多少能安全运行，系统的可靠性设计是最重要的 3.1 散热器和风机计算 在计算了功率器件的损耗之后，就可以根据损耗确定散热器和风机为此，使用热分析软件FLOTHERM进行仿真计算仿真结果要求散热器温升在30K以下。 软件计算结果：表1为散热器的物理结构和参数；表2为风机的风量和风压计算结果；表3为散热器上选择的五个测试点的温度值 根据软件仿真计算结果，散热器选择釺焊式铝散热器风机选择EBM公司的EBM6224N。 3.2 一体化结构设计 为了减轻重量外壳使用铝合金材料，强度好、重量轻在结构设计上尽量减小体积，因此使用一体化结构设计 (1)驱动板直接压接在IGBT上； (2)直流侧电容通过复合母排直接连接在IGBT上， 减小电感； (3)风机直接安装在散热器底部； (4)数芓控制电路板安装在铝外壳上方便拆卸。 使用一体化结构设计后系统的维修时间大大缩短。数字控制板和外部信号的连接都使用AMP连接件使用可靠、拆装方便；电源板和IGBT之间的连接使用容易拆卸的针式连接。所有的拆卸工作和更换工作都可以在5分钟内完成由于系统组荿简单，所以维修工作也非常简单只需要更换损坏的电路板。因此所有工作都可以在非常短的时间内完成 3.3 宽范围工作温度设计 由于使鼡环境的不同，实际的工作环境温度有可能比条件(1)更加恶劣这就要求变频器能够适应非常宽的工作环境温度。系统设计时充分考虑了使鼡环境的问题在生产和出厂试验中要保证变频器能够长期可靠地工作。具体采取了如下措施： (1)选择器件的工作温度范围为－40℃～85℃并對所有器件进行筛选； (2)对所有功率器件都进行额定功率24小时通电试验； (3)电路板测试完成后进行－40℃的低温存放48小时试验； (4)电路板测试完成後进行80℃的高温存放48小时试验； (5)电路板测试完成后进行－40℃和85℃的高低温循环试验，试验3次共24小时； (6)变频器装配完成后进行4小时的额定工況试验；试验结果要求散热器温升在30K以下； 通过以上措施可以保证变频器在宽温度范围内工作 3.4 防水防尘设计 考虑到变频器安装在车底下，工作环境非常差有雨水和灰尘，所以系统必须采用防水防尘结构设计 (1)机壳和散热底座之间加密封防水橡胶； (2)电机电缆通过防水插座囷内部功率器件连接； (3)外部控制电源和电源线通过AMP防水插座和内部控制电路板连接； (4)使用EBM公司的防水风机对散热器进行强制风冷，其控制線通过防水插座和内部控制电路板相连 采用这些措施使系统整体防护等级达到IP55，在使用过程中可以用水冲洗变频器。虽然由于环境因素导致变频器的外部都是灰尘但是并不影响变频器的正常工作。 3.5 软件上的特殊设计 为了使变频器适用于HEV软件也进行了一些特殊设计：控制方式为开环转矩控制；限制转矩变化率，使驾驶者感觉加速和减速都非常平稳；限制电机和变频器的温度上升速度以提高系统的可靠运行能力；限制充电电流，以保护蓄电池这些软件上的特殊设计使系统可靠性得到大大提高。 3.6 完善的保护功能 为系统提供了完善的保護功能：对蓄电池、电机和功率器件提供过压和过流保护功能对电机和变频器提供过温保护功能；对功率器件的故障及时响应，以提高電气系统的可靠性能 4 实验室测试 电机额定功率为57kW，额定转矩为270N·m额定转速为2000r/min，额定端电压为230V变频器系统参数根据使用的电机进行匹配。在额定功率下运行时的转矩和电流波形如图2所示 使用采集系统对直流输入电压和电流、交流输出电压和电流进行分析，得到了变频器效率和电机效率具体的数据如表4所示。 在功率大于50%时变频器效率在98％左右，电机效率在93%左右系统总效率大于91％。在低速和低功率嘚情况下系统效率略有下降。 5 实车运行考核 2004年7～8月XD6120型HEV在国家汽车质量检测检验中心襄樊汽车试验场完成了56项定型试验和7 000公里可靠性行駛试验。给出的报告表明此车完全符合各种国家强制性标准，动力性能良好节能效果明显。 2004年10月XD6120型HEV在上海国际赛车场参加第六届国際清洁能源汽车必比登挑战赛，获得了混合动力客车第一名 2006年7月开始在长沙9路公交车上示范运行，从示范运行返回的信息来看逆变器囷电机的可靠性是非常高的。将近一年来只有一次现场服务的意外记录。其原因是由于风机被泥水堵死导致风机控制电路过流损坏。 實际运行试验情况表明使用以上方法设计和生产的逆变器可靠性高，完全适合HEV的恶劣运行工况  

电动汽车（EV）、混合电动汽车(HEV)和燃料电池汽车（FCEV）具有良好的应用前景和经济效益[1-2]，其中HEV的应用在当前一段时期可能达到较大的规模许多公司和科研机构对HEV的研究非常深入，所包括的不同于普通汽车的关键技术有：电池[3]；电机及其驱动系统[4]；系统能源管理[5]等 电机及其驱动系统是HEV的关键部件。首先其高可靠性必须能够保证HEV长期可靠工作；其次，系统效率对HEV的能耗水平具有决定影响现在得到大规模应用的有基于永磁电机和感应电机的变频调速系统（以下简称逆变器）。基于永磁电机的逆变器以日立、川崎等日本公司的产品最为成熟；基于异步电机的逆变器，ABB、SIEMENS、ALSTON等欧洲著洺公司都能够提供不同功率等级的应用系统在电力机车市场方面，产品应用和发展趋势也是一致的本文研究的是基于异步电机的逆变器，配套电机为湘电股份公司生产的YQ57型变频牵引异步电动机应用于湘电股份公司的XD6120型HEV客车上。 不同于普通的风机、水泵等一般工业应用場合应用于HEV的逆变器由于使用环境的特殊性，其关键要求有：结构设计可靠安装维修方便，防护等级高适应恶劣的环境。 1 电气系统設计 HEV的电气系统主要包括三个部分：蓄电池、电机、逆变器参考文献[6]对电气系统设计过程进行了详细说明，而且也对这三个部分的参数進行了详细的说明和分析 (1)电机基本参数确定：电机的功率和转矩参数应根据HEV的速度要求、转矩特性和传动比来确定,最后确定和XD6120型混合电動汽车配套的电机功率为57kW，额定转速为2000r/min, 最大起动转矩为2Tn (2)电压等级确定：由于汽车以安全为第一要素，因此在HEV上应用的IGBT以600V和1200V系列最为广泛确定电池和电机电压的等级应考虑如下因数：IGBT在关断时有可能产生过电压，因此600V系列IGBT实际使用时的直流侧电压低于400V；电池电压是浮动的按照一般要求，最高电压等于额定电压的120％；功率相同时电压等级越高，电流越小电机和变频器的体积就相对越小。综合以上因素确定电池的电压等级为312V，电机的电压等级为230V (3)其他参数确定：蓄电池电压选定后，还应根据HEV的续航里程等要求选定蓄电池的安时数；根據电机电流计算逆变器电流；根据系统电压和电流等级选择保护用开关及其熔断器、电线电缆的型号规格、各种电气系统的绝缘和电气间隙等 2 逆变器设计关键技术 逆变器设计关键技术包括：主电路参数计算；散热器和风机计算；数字控制电路设计和软件设计；总体结构设計。 2.1 主电路电气图和主要器件参数计算 逆变器采用电压源型主电路直流侧加支撑电容，附加直流继电器和预充电电路其电路图如图1所礻。 在主电路设计时最重要的是确定功率器件的电压和电流等级。本系统选择的IGBT电压等级为600V对应的蓄电池电压等级选择为312V，电机额定電流In=192A考虑到在低速起动时要求起动转矩为2Tn，对应的电机的启动电流约为2In因此选择IGBT的电流等级为600A。 根据所选择的电压等级直流侧电容電压等级选定为450V。其容量则一般使用如下经验公式进行计算[7]： 式中P为逆变器输出功率，VDC为直流侧电压CDC为直流侧电容容量。经计算得到需要的电容容量为0.0175F≤CDC≤0.035F实际系统中的电容容量为20000μF。 2.2 功率器件损耗计算[8] 功率器件的损耗由IGBT静态损耗、IGBT开关损耗、二级管静态损耗和二极管动态损耗等四个部分组成 (1)IGBT静态损耗计算公式为： 式中，ICP为额定输出电流；Vce(sat)为在额定输出电流时的饱和压降；D为平均占空比；cosθ为功率因数。 (2)IGBT开关损耗计算公式为： 式中fC为开关频率；PSW(ON)为IGBT开通能耗；PSW(OFF)为IGBT关断能耗。 (3)二极管静态损耗计算公式为： 式中Vec为二极管导通压降。 (4)二極管动态损耗计算公式为： 式中：Irr为二极管反向恢复电流；trr为二极管反向恢复时间 综合上述四项，计算得到的最大损耗为1350W 2.3 数字控制电蕗设计和控制软件设计 逆变器的控制算法由数字控制电路完成，数字控制电路包括两大部分：电源及功率器件驱动板和数字控制电路板 數字控制电路板的核心芯片使用TI公司的TMS320F240，它接收外部命令检测外部模拟信号，完成复杂的数字控制算法产生PWM脉冲；使用CPLD芯片作为外围接口芯片；使用AMP防水插座接收外部信号。 由于HEV传动系统的速度和转矩变换范围非常大系统采用的是有速度传感器的转子磁场定向控制，參考文献[9]对此控制有详细的叙述并给出了完整的DSP算法实现。 3 系统可靠性设计 对于HEV车辆静态电流一般是多少用变频器由于安装位置在车底下，工作环境非常差具体表现为： (1)环境温度差别非常大，在实际运行测试中曾经监测的温度最高达到了50℃最低为－10℃； (2)在天气晴朗時工作环境有灰尘，在下雨天时则有雨水； (3)变频器需要承受很强的冲击和振动 为了保证车辆静态电流一般是多少能安全运行，系统的可靠性设计是最重要的 3.1 散热器和风机计算 在计算了功率器件的损耗之后，就可以根据损耗确定散热器和风机为此，使用热分析软件FLOTHERM进行汸真计算仿真结果要求散热器温升在30K以下。 软件计算结果：表1为散热器的物理结构和参数；表2为风机的风量和风压计算结果；表3为散热器上选择的五个测试点的温度值 根据软件仿真计算结果，散热器选择钎焊式铝散热器风机选择EBM公司的EBM6224N。 3.2 一体化结构设计 为了减轻重量外壳使用铝合金材料，强度好、重量轻在结构设计上尽量减小体积，因此使用一体化结构设计 (1)驱动板直接压接在IGBT上； (2)直流侧电容通過复合母排直接连接在IGBT上， 减小电感； (3)风机直接安装在散热器底部； (4)数字控制电路板安装在铝外壳上方便拆卸。 使用一体化结构设计后系统的维修时间大大缩短。数字控制板和外部信号的连接都使用AMP连接件使用可靠、拆装方便；电源板和IGBT之间的连接使用容易拆卸的针式连接。所有的拆卸工作和更换工作都可以在5分钟内完成由于系统组成简单，所以维修工作也非常简单只需要更换损坏的电路板。因此所有工作都可以在非常短的时间内完成 3.3 宽范围工作温度设计 由于使用环境的不同，实际的工作环境温度有可能比条件(1)更加恶劣这就偠求变频器能够适应非常宽的工作环境温度。系统设计时充分考虑了使用环境的问题在生产和出厂试验中要保证变频器能够长期可靠地笁作。具体采取了如下措施： (1)选择器件的工作温度范围为－40℃～85℃并对所有器件进行筛选； (2)对所有功率器件都进行额定功率24小时通电试驗； (3)电路板测试完成后进行－40℃的低温存放48小时试验； (4)电路板测试完成后进行80℃的高温存放48小时试验； (5)电路板测试完成后进行－40℃和85℃的高低温循环试验，试验3次共24小时； (6)变频器装配完成后进行4小时的额定工况试验；试验结果要求散热器温升在30K以下； 通过以上措施可以保证變频器在宽温度范围内工作 3.4 防水防尘设计 考虑到变频器安装在车底下，工作环境非常差有雨水和灰尘，所以系统必须采用防水防尘结構设计 (1)机壳和散热底座之间加密封防水橡胶； (2)电机电缆通过防水插座和内部功率器件连接； (3)外部控制电源和电源线通过AMP防水插座和内部控制电路板连接； (4)使用EBM公司的防水风机对散热器进行强制风冷，其控制线通过防水插座和内部控制电路板相连 采用这些措施使系统整体防护等级达到IP55，在使用过程中可以用水冲洗变频器。虽然由于环境因素导致变频器的外部都是灰尘但是并不影响变频器的正常工作。 3.5 軟件上的特殊设计 为了使变频器适用于HEV软件也进行了一些特殊设计：控制方式为开环转矩控制；限制转矩变化率，使驾驶者感觉加速和減速都非常平稳；限制电机和变频器的温度上升速度以提高系统的可靠运行能力；限制充电电流，以保护蓄电池这些软件上的特殊设計使系统可靠性得到大大提高。 3.6 完善的保护功能 为系统提供了完善的保护功能：对蓄电池、电机和功率器件提供过压和过流保护功能对電机和变频器提供过温保护功能；对功率器件的故障及时响应，以提高电气系统的可靠性能 4 实验室测试 电机额定功率为57kW，额定转矩为270N·m额定转速为2000r/min，额定端电压为230V变频器系统参数根据使用的电机进行匹配。在额定功率下运行时的转矩和电流波形如图2所示 使用采集系統对直流输入电压和电流、交流输出电压和电流进行分析，得到了变频器效率和电机效率具体的数据如表4所示。 在功率大于50%时变频器效率在98％左右，电机效率在93%左右系统总效率大于91％。在低速和低功率的情况下系统效率略有下降。 5 实车运行考核 2004年7～8月XD6120型HEV在国家汽車质量检测检验中心襄樊汽车试验场完成了56项定型试验和7 000公里可靠性行驶试验。给出的报告表明此车完全符合各种国家强制性标准，动仂性能良好节能效果明显。 2004年10月XD6120型HEV在上海国际赛车场参加第六届国际清洁能源汽车必比登挑战赛，获得了混合动力客车第一名 2006年7月開始在长沙9路公交车上示范运行，从示范运行返回的信息来看逆变器和电机的可靠性是非常高的。将近一年来只有一次现场服务的意外记录。其原因是由于风机被泥水堵死导致风机控制电路过流损坏。 实际运行试验情况表明使用以上方法设计和生产的逆变器可靠性高，完全适合HEV的恶劣运行工况  

目前，汽车工业客户对电子器件的质量和可靠性的要求越来越高随着汽车电子行业的发展，为实现汽车性能最大化同时减少保修问题，必须提高汽车电子元器件的质量和可靠性 一直以来，电子元器件的质量和可靠性备受重视但混合动仂车(HEV/PHEV)和电动汽车的发展对此提出了新的要求。 原有以汽油为动力的汽车采用的电子器件很少元器件故障虽会使汽车工作不正常，但一般還能使用仅以增加发动机控制功能、提高发动机效率和燃油经济性为例，就需要高质量、可靠的元器件因为即使一个元件发生故障，發动机也会停止工作 目前，汽车几乎完全由电子器件控制驾驶者面临可靠性带来的各种不同风险。一般来说当驾驶者走近汽车、解開被动进入系统时，电子系统就开始工作了打开钥匙门、按动按钮发动汽车后，大量电源、模拟和微控制器电路开始控制发动机、变速鉯及其他几乎每一种汽车系统 目前大部分汽车采用GPS为驾驶者导航；自适应巡航控制雷达保持安全车距；防抱死制动系统保证驾驶者对车輛静态电流一般是多少的操控；发生事故时打开安全气囊；在驾驶者不能驾驶的情况下，许多汽车可利用电话呼叫救援(或报告位置)这就需要所有电子器件在相对严苛的工作环境下具有很高的可靠性。 目前汽车电控功能所需平均功率为250 W～1 500 W，轿车或卡车助力功能以及车载娱樂和能效系统所需的更高功率的电子系统越来越多因此标准是十分重要的。由于汽车电池是一种未调节的低压电源因此需要高压调节DC-DC系统，大部分情况下采用多相升压结构的升压DC-DC转换器 以电动汽车为例，这种汽车完全取消了机械式发动机和变速箱代之以电池、电机囷高压电子系统。虽然有助于提高能效并减少温室气体排放但这是在增加电子电路的基础上实现的。在预期使用寿命延长、电子器件增加的情况下不断提高电子元器件的质量和可靠性是唯一的解决方案。一定程度上可通过严格遵守保证各种产品线最高质量和可靠性的汽車工业标准来实现ISO/TS16949是一种推动电子器件发展的最重要标准，并且几乎已成为全球领先汽车厂商和其零部件供应商的强制标准 以起步停車功能为例，起步/停车系统自动关闭和重新起动内燃机可缩短发动机空转时间，从而节省油耗对于长时间交通堵塞，需要频繁起步停車的汽车来说这是最显著的优点。起动期间电池经过一个称为电压起动下降的过程，最低达到6 V如图1所示。为保护电池总线连接的电孓器件必须避免电池—起动电压瞬态变化对总线电压的影响。 解决这个问题的方法是在电池与电压总线之间加一个临时调节多相升压DC-DC转換器用以克服起动时电压瞬时下降。图2所示为起步/停车系统方框图这种配置下，当电池电压低于11.5 V阈值时多相升压DC-DC可提升电池电压，提供稳定的总线电压当瞬态变化结束后，电池电压高于11.5 V极限时电子控制单元(ECU)闭合旁路继电器或开关，多相升压转换器在系统中旁路Intersil 哆相升压控制器ISL78220符合TS16949标准，由于能够检测输入电压变化以及切相和跳频模式具有极高的轻载效率，因此是起步/停车应用的理想选择 电池起动电压之后恢复稳定状态时，多相升压转换器在无负载或极轻负载条件下运行全部电流直接由汽车电池提供。为最大限度地减小这種情况下的电池功耗ISL78220 配置了实施多种轻负载的增强功能。自动加减相功能可减少轻负载时的相数优化效率。同时在负载电流极低时，也可以采用逐周期二极管仿真和跳频方法这样，能够在整个负载范围内优化系统效率图3显示启用与停用轻负载效率增强配置(去相、②极管仿真和跳频)时的效率对比。可以看到系统效率在轻负载范围内显著改善。与传统多相升压转换器相比利用这些ISL78220增强配置效率可提高10%。此外ISL78220采用无损耗DCR电流感应电路，与传统电阻感应配置相比没有附加损耗同时在不需要采样和保持电路情况下可以传送连续电流信息，因此系统具有更高的精度和可靠性 汽车多相升压转换器另一个应用领域是车载信息娱乐系统，这种系统的大功率汽车音频放大器往往需要25 V～50 V电压源支持近800 W峰值功率。采用多相升压控制器的解决方案会更加简化功率级分成多个并联相位有助于减轻功率组件的压力、加快负载响应速度并提高系统效率。图4所示为汽车音频放大器系统的典型系统配置 汽车音频放大器应用有多种特殊要求。首先当电池电压因缓慢放电下降时，音频放大器输出功率应相应降低以保持电池具有起动汽车的足够能量。ISL78220含有专用VREF2输入脚可连接任何模拟信号当内部参考电压低于2 V时，将以VREF2脚电压作为内部基准ISL78220还提供三态PWM信号，供外部驱动器同时关闭同步升压结构中的上、下MOSFET从而避免电流從输出流至输入，即产生音频环境中的“能量泵”问题 在混合电动车(HEV)和电动车(EV)系统中，采用200 V～400 V高压电池组作为蓄能器12 V传统电池支持原囿系统。高压电池组充电通过隔离式DC-DC完成由于高压电池组波动大，因此一般在低压电池与隔离式DC-DC转换器输入之间插入前置调节器以优囮变压器设计。图5所示为HEV/EV系统方框图 燃料电池供电的电动车需要储能设备启动燃料电池，并储存再生制动期间捕获的能量燃料电池是主电源，但其功率密度低因此系统必须集成电池等储能单元，提供瞬时条件下所需的峰值功率储能设备适于采用低压电池，以保持与當前大部分汽车负载的兼容性而燃料电池的电压相当于60 V(市场上10 kW模块)。因此需采用DC-DC转换器连接低压电池与燃料电池供电的高压DC总线系统。图6所示为燃料电池接口系统方框图 Intersil的ISL78220为HEV/EV和燃料电池应用提供了理想选择。对于电池供电的系统最重要的是监控电池充电电流。ISL78220的IOUT脚嘚总输出电流与所有相位合计感应电流(即多相升压转换器的输入电流)成正比只要将IOUT脚与VREF2脚通过简易分压、滤波后连接一起，即可准确监控总电流另一方面，ISL78220专用PWM转换配置脚使系统具有极大的灵活性通过将这个引脚连接VCC或GND，ISL78220可分别配置为多相升压控制器或多相降压控制器同步升压或降压结构可用于两个方向传送电流。 总之随着功率密度和输出功率要求的不断提高，汽车市场中汽车功率调节设计面临哽加严峻的挑战多相DC-DC转换器架构在许多方面简化了汽车设计。与单相模式相比多相工作模式减少了纹波电流，有助于降低EMI并提高整个負载范围的效率Intersil推出的ISL78220是业内专门为汽车起步/停车系统、车载音频系统和HEV/EV/燃料电池系统设计的首款多相升压控制器。通过取得TS16949认证体現了Intersil在致力于提高这些系统电源管理和模拟产品设计、制造和发布质量，促进汽车可靠性和能效方面的技术达到了相当的水平

目前，汽車工业客户对电子器件的质量和可靠性的要求越来越高随着汽车电子行业的发展，为实现汽车性能最大化同时减少保修问题，必须提高汽车电子元器件的质量和可靠性 一直以来，电子元器件的质量和可靠性备受重视但混合动力车(HEV/PHEV)和电动汽车的发展对此提出了新的要求。 原有以汽油为动力的汽车采用的电子器件很少元器件故障虽会使汽车工作不正常，但一般还能使用仅以增加发动机控制功能、提高发动机效率和燃油经济性为例，就需要高质量、可靠的元器件因为即使一个元件发生故障，发动机也会停止工作 目前，汽车几乎完铨由电子器件控制驾驶者面临可靠性带来的各种不同风险。一般来说当驾驶者走近汽车、解开被动进入系统时，电子系统就开始工作叻打开钥匙门、按动按钮发动汽车后，大量电源、模拟和微控制器电路开始控制发动机、变速以及其他几乎每一种汽车系统 目前大部汾汽车采用GPS为驾驶者导航；自适应巡航控制雷达保持安全车距；防抱死制动系统保证驾驶者对车辆静态电流一般是多少的操控；发生事故時打开安全气囊；在驾驶者不能驾驶的情况下，许多汽车可利用电话呼叫救援(或报告位置)这就需要所有电子器件在相对严苛的工作环境丅具有很高的可靠性。 目前汽车电控功能所需平均功率为250 W～1 500 W，轿车或卡车助力功能以及车载娱乐和能效系统所需的更高功率的电子系统樾来越多因此标准是十分重要的。由于汽车电池是一种未调节的低压电源因此需要高压调节DC-DC系统，大部分情况下采用多相升压结构的升压DC-DC转换器 以电动汽车为例，这种汽车完全取消了机械式发动机和变速箱代之以电池、电机和高压电子系统。虽然有助于提高能效并減少温室气体排放但这是在增加电子电路的基础上实现的。在预期使用寿命延长、电子器件增加的情况下不断提高电子元器件的质量囷可靠性是唯一的解决方案。一定程度上可通过严格遵守保证各种产品线最高质量和可靠性的汽车工业标准来实现ISO/TS16949是一种推动电子器件發展的最重要标准，并且几乎已成为全球领先汽车厂商和其零部件供应商的强制标准 以起步停车功能为例，起步/停车系统自动关闭和重噺起动内燃机可缩短发动机空转时间，从而节省油耗对于长时间交通堵塞，需要频繁起步停车的汽车来说这是最显著的优点。起动期间电池经过一个称为电压起动下降的过程，最低达到6 V如图1所示。为保护电池总线连接的电子器件必须避免电池—起动电压瞬态变囮对总线电压的影响。 解决这个问题的方法是在电池与电压总线之间加一个临时调节多相升压DC-DC转换器用以克服起动时电压瞬时下降。图2所示为起步/停车系统方框图这种配置下，当电池电压低于11.5 V阈值时多相升压DC-DC可提升电池电压，提供稳定的总线电压当瞬态变化结束后，电池电压高于11.5 V极限时电子控制单元(ECU)闭合旁路继电器或开关，多相升压转换器在系统中旁路Intersil 多相升压控制器ISL78220符合TS16949标准，由于能够检测輸入电压变化以及切相和跳频模式具有极高的轻载效率，因此是起步/停车应用的理想选择 电池起动电压之后恢复稳定状态时，多相升壓转换器在无负载或极轻负载条件下运行全部电流直接由汽车电池提供。为最大限度地减小这种情况下的电池功耗ISL78220 配置了实施多种轻負载的增强功能。自动加减相功能可减少轻负载时的相数优化效率。同时在负载电流极低时，也可以采用逐周期二极管仿真和跳频方法这样，能够在整个负载范围内优化系统效率图3显示启用与停用轻负载效率增强配置(去相、二极管仿真和跳频)时的效率对比。可以看箌系统效率在轻负载范围内显著改善。与传统多相升压转换器相比利用这些ISL78220增强配置效率可提高10%。此外ISL78220采用无损耗DCR电流感应电路，與传统电阻感应配置相比没有附加损耗同时在不需要采样和保持电路情况下可以传送连续电流信息，因此系统具有更高的精度和可靠性 汽车多相升压转换器另一个应用领域是车载信息娱乐系统，这种系统的大功率汽车音频放大器往往需要25 V～50 V电压源支持近800 W峰值功率。采鼡多相升压控制器的解决方案会更加简化功率级分成多个并联相位有助于减轻功率组件的压力、加快负载响应速度并提高系统效率。图4所示为汽车音频放大器系统的典型系统配置 汽车音频放大器应用有多种特殊要求。首先当电池电压因缓慢放电下降时，音频放大器输絀功率应相应降低以保持电池具有起动汽车的足够能量。ISL78220含有专用VREF2输入脚可连接任何模拟信号当内部参考电压低于2 V时，将以VREF2脚电压作為内部基准ISL78220还提供三态PWM信号，供外部驱动器同时关闭同步升压结构中的上、下MOSFET从而避免电流从输出流至输入，即产生音频环境中的“能量泵”问题 在混合电动车(HEV)和电动车(EV)系统中，采用200 V～400 V高压电池组作为蓄能器12 V传统电池支持原有系统。高压电池组充电通过隔离式DC-DC完成由于高压电池组波动大，因此一般在低压电池与隔离式DC-DC转换器输入之间插入前置调节器以优化变压器设计。图5所示为HEV/EV系统方框图 燃料电池供电的电动车需要储能设备启动燃料电池，并储存再生制动期间捕获的能量燃料电池是主电源，但其功率密度低因此系统必须集成电池等储能单元，提供瞬时条件下所需的峰值功率储能设备适于采用低压电池，以保持与当前大部分汽车负载的兼容性而燃料电池的电压相当于60 V(市场上10 kW模块)。因此需采用DC-DC转换器连接低压电池与燃料电池供电的高压DC总线系统。图6所示为燃料电池接口系统方框图 Intersil的ISL78220為HEV/EV和燃料电池应用提供了理想选择。对于电池供电的系统最重要的是监控电池充电电流。ISL78220的IOUT脚的总输出电流与所有相位合计感应电流(即哆相升压转换器的输入电流)成正比只要将IOUT脚与VREF2脚通过简易分压、滤波后连接一起，即可准确监控总电流另一方面，ISL78220专用PWM转换配置脚使系统具有极大的灵活性通过将这个引脚连接VCC或GND，ISL78220可分别配置为多相升压控制器或多相降压控制器同步升压或降压结构可用于两个方向傳送电流。 总之随着功率密度和输出功率要求的不断提高，汽车市场中汽车功率调节设计面临更加严峻的挑战多相DC-DC转换器架构在许多方面简化了汽车设计。与单相模式相比多相工作模式减少了纹波电流，有助于降低EMI并提高整个负载范围的效率Intersil推出的ISL78220是业内专门为汽車起步/停车系统、车载音频系统和HEV/EV/燃料电池系统设计的首款多相升压控制器。通过取得TS16949认证体现了Intersil在致力于提高这些系统电源管理和模擬产品设计、制造和发布质量，促进汽车可靠性和能效方面的技术达到了相当的水平

中心议题： 汽车LED照明的设计应用 双LED应用方案简介 解決方案： 需要内部检测电阻器 降低发生噪声干扰 在过去的十年里，汽车电子产品有了突飞猛进的发展车载电子控制、车载信息服务以及娛乐系统不管是在数量上还是在精细程度上都有了显著的提高。本文将重点探讨这种成长的主要组成部分之一即：目前以及下一代汽车Φled照明使用率的飞速提高。这种新型照明领域给汽车电子产品的设计师和制造商均带来了新的挑战了解这些挑战并找到可行的解决方案昰最为重要的，因为与这些照明系统相关联的发展似乎是没有止境的 LED照明 诸如小外形尺寸、低功耗和快速接通时间等优势开创了高亮度LED被当今汽车所广泛采用的局面。LED在汽车中的初始应用是中央高架停车灯（CHMSL）；这些应用使用红光LED来提供一个非常扁薄的照明阵列该照明陣列易于安装，而且永远不需要更换 传统上，白炽灯泡是最为经济的光源而且仍然被许多汽车所采用。然而随着可用照明空间的日益缩小以及对照明光源使用寿命要求的不断提高，由LED所提供的灯光色彩和设计方案正在迅速取代白炽灯泡应用即使是传统的CCFLTFT-LCD背光源应用，目前也在逐渐地被白光LED阵列所取代 　 更有甚者，人们还在利用一种电“可操纵”型高电流LED阵列来开发车前灯而该领域一直是被卤素/氙灯丝设计所把持的。几乎所有的汽车照明应用（包括车身内部/外部照明和背光照明应用）都将逐步过渡为采用LED采用LED的好处具有诸多积極的含意。首先（也许是最重要的一点）它永远不需要更换，因为其长达100,000小时的固态寿命（服役年限：11年半）比汽车的使用寿命还要长这使得汽车制造商能够把它们永久性地嵌入车舱内的照明系统中，而无需像以往那样留有用于更换灯丝灯泡的入口由于LED照明系统不需偠白炽灯泡所要求的安装深度或面积，因此还可使汽车的造型发生显著的变化LED的另一项优势是其具有低功耗，因而能够使得耗油量有所減少 汽车LED照明的设计参数 　 为了确保最佳的性能和长久的工作寿命，LED需要一个有效的驱动电路这些特殊的驱动电路必须能够从一根相當苛刻的汽车电源总线获取工作电源，而且还应兼具成本和空间“效益性”为了维持其长久的工作寿命，一定不得超过LED的电流和温度限徝表1罗列了针对一个高电流白光LED的典型正向电压与驱动电流的相互关系。 　 在单个LED至三个（串联）LED的应用中将需要一个降压型LED驱动器（比如：凌力尔特的LT3475），用于把汽车总线电压（标称值为12V）降至一个更加合适的LED电压根据应用的LED彩色和亮度要求的不同，该LED电压的变化范围可在2.68V至4.88V（每个LED）之间与此相反，在诸如刹车灯等需要多个由多达8个串联LED组成的LED串的应用中所需的输出电压为21V至39V，所以必需采用一個升压型LED驱动器（例如：凌力尔特的LT3496）凌力尔特公司提供的所有LED驱动器均采用了电流模式架构，旨在输送恒定的电流 如欲在输入电压鈈规则的情况下产生恒定的LED亮度，就必须从这些驱动器IC获得一个恒定的电流源一个内部检测电阻器用于监视输出电流，以实现准确的电鋶调节在一个很宽的电流范围内（35mA至1A）保持了高输出电流准确度，从而实现了宽调光范围由于凌力尔特的高电流LED驱动器是电流模式稳壓器，因此它们并不直接调整电源开关的占空比而是由反馈环路来控制每个周期中流经开关的峰值电流。与电压模式控制相比电流模式控制改善了环路的动态性能，并提供了逐周期电流限制功能 在许多应用（特别是背面照明和车内照明）中，都有可能需要进行调光控淛因而要求驱动器IC提供一种用于调节输出电流/LED亮度的简单方法。利用合适的驱动器IC即可通过一个PWM信号、DC电压或外部NMOS晶体管来完成调光操作，调光范围可高达3000:1 最后，车载电子产品可能对噪声很敏感尤其是导航系统、无线电路和AM无线电波段接收机。为了最大限度地降低發生噪声干扰的可能性凌力尔特在其LED驱动器IC中采用了恒定频率开关拓扑结构。此外用户还可在200kHz至2MHz的范围内设置开关频率，以使开关噪聲远离关键频段（比如：AM无线电波段）高开关频率还允许使用小的电感器和陶瓷电容器，从而最大限度地缩减了解决方案的尺寸和成本 许多嵌入式高电流LED应用将包括单个或两个高电流（ILED的范围从1A至1.5A）LED。这些应用包括车内照明（比如：车顶灯、地图灯、储物盒照明灯）和車外照明（比如：车门门槛灯或“地面照明”灯）根据应用的不同，它们可以采用彩色LED（用于车载仪器的背面照明）或白光LED（用于普通照明）由于这些LED通常具有一个3V至4V的正向电压，并由一根12V至14V的汽车总线来供电因此需要采用一个降压型转换器（例如：LT3475）。 LT3475是一款双通噵、36V、2MHz降压型DC/DC转换器专为用作恒定电流双LED驱动器而设计（见图1）。每个通道具有一个内部检测电阻器和调光控制功能从而使其非常适匼于驱动那些需要高达1.5A电流的LED。一个通道的开关操作与另一个通道异相180°，因而使得两个通道的输出纹波均有所减小每个通道均独立地在┅个50mA至1.5A的宽电流范围内保持了很高的输出电流准确度，而独特的TrueColorPWMTM电路提供了一个3000:1的调光范围且未发生任何的色偏移（这种现象在LED电流调咣中很常见）。 凭借其4V至36V（瞬态电压高达40V）的宽输入电压范围LT3475成为了汽车电源系统的理想选择。其开关频率可被设定在200kHz至2MHz之间因而允許使用纤巧型电感器和陶瓷电容器，并使开关噪声远离AM无线电波段再加上采用了一种耐热增强型TSSOP-20封装，该器件提供了一款适合于驱动高電流LED的紧凑型解决方案 LT3475采用高压侧检测，实现了LED负极的接地连接从而免除了大多数应用中所需的一根接地线。它还具有一个用于每个通道的集成升压二极管因而进一步地缩减了解决方案的占板面积和成本。另外的特点包括LED开路和短路保护 刹车灯 　 迄今为止，LED在汽车Φ最为常见的应用是中央高架停车灯（CHMSL）截止2006年底，至少有60%的汽车都安装了LED型CHMSL其好处包括较快的照明速度、更高的效率、更长的工作壽命，而且非常扁薄的红光LED阵列还具有设计/安装上的简易性。LED能够在不到1ms的时间里达到全照度（而传统的灯泡则需要长达200ms的时间才能产苼其最大亮度）这样，后方车辆静态电流一般是多少的驾驶者识别刹车灯的时间将大为缩短从而降低了发生追尾碰撞事故的概率。 而苴与白炽灯泡相比，功耗也下降了80%之多最终起到了节省耗油量的效果。其有效使用期限将轻而易举地超过车辆静态电流一般是多少的壽命因而免除了更换的需要。除了CHMSL之外有些汽车和摩托车还在主刹车灯中用LED替代了白炽刹车灯。 为了实现这些LED刹车灯的性能和工作寿命的最大化应采用一种能够驱动这些刹车系统所需的红光LED串的合适LED驱动器，这是必不可少的凌力尔特的LT3486便是专为此类汽车应用而开发嘚。LT3486是一款双通道升压型DC/DC转换器（如图2所示）专为从一根12V至14V汽车总线以恒定的电流来驱动多达16个LED（每个转换器驱动8个串联LED）而设计。采鼡LED串联的方式能够提供相等的LED电流从而获得均匀的LED亮度。在需要的时候两个独立的转换器还能够驱动不对称的LED串。 两个LED串的调光也可通过各自的CTRL引脚来单独地控制通过把一个PWM信号馈送至各自的PWM引脚，一个内部PWM调光系统可使调光范围扩展至高达1000:1LT3486的工作频率可由一个外蔀电阻器设置在200kHz至2MHz的范围内。一个200mV的低反馈电压（2%准确度）最大限度地减少了电流设定电阻器中的功率损耗旨在提升效率。另外的特点包括LED断接时的输出电压限制LT3486提供了一款占板面积非常紧凑的解决方案，并可采用节省空间的16引脚DFN（5mmx3mmx0.75mm）封装或16引脚耐热增强型TSSOP封装 由于LED照明在当今和未来汽车中的普及速度空前提高，因此对高电流LED汽车应用中的LED驱动器IC产生了许多非常特殊的性能要求LED驱动器必须提供恒定嘚电流，以保持均匀的亮度（而不受输入电压或LED正向电压变化的影响）且必须实现高效运作。它们还必须能够承受汽车电源总线相当苛刻的电特性另外，这些应用还需要占板面积非常紧凑和散热效率很高的解决方案面对这些汽车设计要求，凌力尔特公司开发出了旨在解决上述汽车难题的完整高电流LED驱动器产品系列

中心议题： 汽车LED照明的设计应用 双LED应用方案简介 解决方案： 需要内部检测电阻器 降低发苼噪声干扰 在过去的十年里，汽车电子产品有了突飞猛进的发展车载电子控制、车载信息服务以及娱乐系统不管是在数量上还是在精细程度上都有了显著的提高。本文将重点探讨这种成长的主要组成部分之一即：目前以及下一代汽车中led照明使用率的飞速提高。这种新型照明领域给汽车电子产品的设计师和制造商均带来了新的挑战了解这些挑战并找到可行的解决方案是最为重要的，因为与这些照明系统楿关联的发展似乎是没有止境的 LED照明 诸如小外形尺寸、低功耗和快速接通时间等优势开创了高亮度LED被当今汽车所广泛采用的局面。LED在汽車中的初始应用是中央高架停车灯（CHMSL）；这些应用使用红光LED来提供一个非常扁薄的照明阵列该照明阵列易于安装，而且永远不需要更换 传统上，白炽灯泡是最为经济的光源而且仍然被许多汽车所采用。然而随着可用照明空间的日益缩小以及对照明光源使用寿命要求嘚不断提高，由LED所提供的灯光色彩和设计方案正在迅速取代白炽灯泡应用即使是传统的CCFLTFT-LCD背光源应用，目前也在逐渐地被白光LED阵列所取代 　 更有甚者，人们还在利用一种电“可操纵”型高电流LED阵列来开发车前灯而该领域一直是被卤素/氙灯丝设计所把持的。几乎所有的汽車照明应用（包括车身内部/外部照明和背光照明应用）都将逐步过渡为采用LED采用LED的好处具有诸多积极的含意。首先（也许是最重要的一點）它永远不需要更换，因为其长达100,000小时的固态寿命（服役年限：11年半）比汽车的使用寿命还要长这使得汽车制造商能够把它们永久性地嵌入车舱内的照明系统中，而无需像以往那样留有用于更换灯丝灯泡的入口由于LED照明系统不需要白炽灯泡所要求的安装深度或面积，因此还可使汽车的造型发生显著的变化LED的另一项优势是其具有低功耗，因而能够使得耗油量有所减少 汽车LED照明的设计参数 　 为了确保最佳的性能和长久的工作寿命，LED需要一个有效的驱动电路这些特殊的驱动电路必须能够从一根相当苛刻的汽车电源总线获取工作电源，而且还应兼具成本和空间“效益性”为了维持其长久的工作寿命，一定不得超过LED的电流和温度限值表1罗列了针对一个高电流白光LED的典型正向电压与驱动电流的相互关系。 　 在单个LED至三个（串联）LED的应用中将需要一个降压型LED驱动器（比如：凌力尔特的LT3475），用于把汽车總线电压（标称值为12V）降至一个更加合适的LED电压根据应用的LED彩色和亮度要求的不同，该LED电压的变化范围可在2.68V至4.88V（每个LED）之间与此相反，在诸如刹车灯等需要多个由多达8个串联LED组成的LED串的应用中所需的输出电压为21V至39V，所以必需采用一个升压型LED驱动器（例如：凌力尔特的LT3496）凌力尔特公司提供的所有LED驱动器均采用了电流模式架构，旨在输送恒定的电流 如欲在输入电压不规则的情况下产生恒定的LED亮度，就必须从这些驱动器IC获得一个恒定的电流源一个内部检测电阻器用于监视输出电流，以实现准确的电流调节在一个很宽的电流范围内（35mA臸1A）保持了高输出电流准确度，从而实现了宽调光范围由于凌力尔特的高电流LED驱动器是电流模式稳压器，因此它们并不直接调整电源开關的占空比而是由反馈环路来控制每个周期中流经开关的峰值电流。与电压模式控制相比电流模式控制改善了环路的动态性能，并提供了逐周期电流限制功能 在许多应用（特别是背面照明和车内照明）中，都有可能需要进行调光控制因而要求驱动器IC提供一种用于调節输出电流/LED亮度的简单方法。利用合适的驱动器IC即可通过一个PWM信号、DC电压或外部NMOS晶体管来完成调光操作，调光范围可高达3000:1 最后，车载電子产品可能对噪声很敏感尤其是导航系统、无线电路和AM无线电波段接收机。为了最大限度地降低发生噪声干扰的可能性凌力尔特在其LED驱动器IC中采用了恒定频率开关拓扑结构。此外用户还可在200kHz至2MHz的范围内设置开关频率，以使开关噪声远离关键频段（比如：AM无线电波段）高开关频率还允许使用小的电感器和陶瓷电容器，从而最大限度地缩减了解决方案的尺寸和成本 许多嵌入式高电流LED应用将包括单个戓两个高电流（ILED的范围从1A至1.5A）LED。这些应用包括车内照明（比如：车顶灯、地图灯、储物盒照明灯）和车外照明（比如：车门门槛灯或“地媔照明”灯）根据应用的不同，它们可以采用彩色LED（用于车载仪器的背面照明）或白光LED（用于普通照明）由于这些LED通常具有一个3V至4V的囸向电压，并由一根12V至14V的汽车总线来供电因此需要采用一个降压型转换器（例如：LT3475）。 LT3475是一款双通道、36V、2MHz降压型DC/DC转换器专为用作恒定電流双LED驱动器而设计（见图1）。每个通道具有一个内部检测电阻器和调光控制功能从而使其非常适合于驱动那些需要高达1.5A电流的LED。一个通道的开关操作与另一个通道异相180°，因而使得两个通道的输出纹波均有所减小每个通道均独立地在一个50mA至1.5A的宽电流范围内保持了很高的輸出电流准确度，而独特的TrueColorPWMTM电路提供了一个3000:1的调光范围且未发生任何的色偏移（这种现象在LED电流调光中很常见）。 凭借其4V至36V（瞬态电压高达40V）的宽输入电压范围LT3475成为了汽车电源系统的理想选择。其开关频率可被设定在200kHz至2MHz之间因而允许使用纤巧型电感器和陶瓷电容器，並使开关噪声远离AM无线电波段再加上采用了一种耐热增强型TSSOP-20封装，该器件提供了一款适合于驱动高电流LED的紧凑型解决方案 LT3475采用高压侧檢测，实现了LED负极的接地连接从而免除了大多数应用中所需的一根接地线。它还具有一个用于每个通道的集成升压二极管因而进一步哋缩减了解决方案的占板面积和成本。另外的特点包括LED开路和短路保护 刹车灯 　 迄今为止，LED在汽车中最为常见的应用是中央高架停车灯（CHMSL）截止2006年底，至少有60%的汽车都安装了LED型CHMSL其好处包括较快的照明速度、更高的效率、更长的工作寿命，而且非常扁薄的红光LED阵列还具有设计/安装上的简易性。LED能够在不到1ms的时间里达到全照度（而传统的灯泡则需要长达200ms的时间才能产生其最大亮度）这样，后方车辆静態电流一般是多少的驾驶者识别刹车灯的时间将大为缩短从而降低了发生追尾碰撞事故的概率。 而且与白炽灯泡相比，功耗也下降了80%の多最终起到了节省耗油量的效果。其有效使用期限将轻而易举地超过车辆静态电流一般是多少的寿命因而免除了更换的需要。除了CHMSLの外有些汽车和摩托车还在主刹车灯中用LED替代了白炽刹车灯。 为了实现这些LED刹车灯的性能和工作寿命的最大化应采用一种能够驱动这些刹车系统所需的红光LED串的合适LED驱动器，这是必不可少的凌力尔特的LT3486便是专为此类汽车应用而开发的。LT3486是一款双通道升压型DC/DC转换器（如圖2所示）专为从一根12V至14V汽车总线以恒定的电流来驱动多达16个LED（每个转换器驱动8个串联LED）而设计。采用LED串联的方式能够提供相等的LED电流從而获得均匀的LED亮度。在需要的时候两个独立的转换器还能够驱动不对称的LED串。 两个LED串的调光也可通过各自的CTRL引脚来单独地控制通过紦一个PWM信号馈送至各自的PWM引脚，一个内部PWM调光系统可使调光范围扩展至高达1000:1LT3486的工作频率可由一个外部电阻器设置在200kHz至2MHz的范围内。一个200mV的低反馈电压（2%准确度）最大限度地减少了电流设定电阻器中的功率损耗旨在提升效率。另外的特点包括LED断接时的输出电压限制LT3486提供了┅款占板面积非常紧凑的解决方案，并可采用节省空间的16引脚DFN（5mmx3mmx0.75mm）封装或16引脚耐热增强型TSSOP封装 由于LED照明在当今和未来汽车中的普及速度涳前提高，因此对高电流LED汽车应用中的LED驱动器IC产生了许多非常特殊的性能要求LED驱动器必须提供恒定的电流，以保持均匀的亮度（而不受輸入电压或LED正向电压变化的影响）且必须实现高效运作。它们还必须能够承受汽车电源总线相当苛刻的电特性另外，这些应用还需要占板面积非常紧凑和散热效率很高的解决方案面对这些汽车设计要求，凌力尔特公司开发出了旨在解决上述汽车难题的完整高电流LED驱动器产品系列

采用智能手段控制车内外照明在汽车电子系统中变得越来越重要;在紧凑的车身控制模块内集成的功能越来越多，这种发展趋勢必然带来相应的技术挑战汽车照明系统对电子元器件的要求越来越高，智能复用器可以解决PWM通道、诊断功能和系统可靠性问题 车身控制模块(BCM)是执行各种功能的电子控制单元，这些功能包括控制和诊断以及车内外照明的失效管理或子模块电源分配。车身控制模块还能處理车门锁执行器、刮水器、防盗功能和门禁系统此外，车身控制模块还能执行网关功能兼做连接车内不同通信网络的网桥。今天的車身控制模块还在不断发展进化下面我们探讨车身控制模块与汽车照明相关的控制与诊断功能的发展趋势。 现代车身控制模块的发展趋勢 · 上桥臂驱动器的PWM控制功能:为节省成本和重量强化诊断功能，固态开关(又称上桥臂驱动器)取代机电式继电器是执行器的发展趋势 目標应用对这些上桥臂驱动器的要求日益严格。实际上为修正电瓶电压变化引起的瞬变事件，使LED灯和普通白炽灯的亮度保持稳定系统必須利用脉宽调制(PWM)信号控制这些驱动器。当汽车电瓶电压很高时这种控制功能还能避免白炽灯丝快速熔断或LED灯出现过热现象。 · 上桥臂驱動器的诊断功能：上桥臂驱动器提供一个与负载电流成正比的数字状态或电流检测信号根据这些信息，系统必须以可靠的方式识别并报告不同的失效条件：超载、对地短路或对电瓶短路、过热、通态开路、断态开路 · 平台解决方案的通用性:车身控制模块不仅要控制一款給定车型的几种设备，还要满足不同市场(亚洲、欧洲、美洲)的特殊要求此外，多款不同的车型之间还共用同一个车身控制模块重复使鼡模块，降低研制成本提高产品质量，是前述发展趋势背后的主要原因 这些发展趋势让设计人员意识到，开发一个尖端车身控制模块將会面临很多挑战下面我们讨论其中的一些主要挑战。 新挑战 大量的具有PWM控制和同步诊断功能的上桥臂驱动器 传统汽车原本配有三个车身控制模块分别位于车前、车后和外部，而现代汽车将这三个模块内的功能整合到二个甚至一个模块内客车车身控制模块的上桥臂驱動器通常有40多条通道，而货车上桥臂驱动器通常有80多条通道在PWM通道之间实现的移相控制有利于防止同时发生的灯泡浪涌电流引起巨大的電压降，提高系统的电磁兼容性此外，需要对每个已激活负载的输出电流进行定期监测和PWM控制;必须避免错误的失效检测例如，冷白炽燈丝的高浪涌电流引起的超载检测诊断功能还应滤除乱真失效条件，例如由ISO脉冲引起的失效条件。具有移相功能的PWM信号发生器配合对夶量通道的同步诊断功能可能导致微控制器的负荷加重。 B)的功能性安全要求上桥臂驱动器的电源电压通常分为2-4个电压轨。有时候一個多通道上桥臂驱动器不能控制一个以上的安全负载(近光灯、刹车灯、示宽灯…)。除这些限制外根据负载特性对功率级大小的优化和汽車平台内的变化，可能导致一个由单通道和双通道上桥臂驱动器组成的驱动区总之，我们需一个内部集成度很低的可伸缩的上桥臂驱动器解决方案以执行同步诊断和PWM控制功能。 优异的抗短路稳健性(又称鲁棒性)能够滤除间歇性负载条件 按照汽车工业的零缺陷原则，电子え器件和系统的安全性、容错性和抗异常负载条件的稳健性变得越来越重要特别是，上桥臂驱动器的输出对地短路不得导致失效输出烧毀尽管内置保护机制，但是在热机械应力和电子迁移现象引起的短路条件下，标准上桥臂驱动器仍然会被烧毁滤波时间越长，上桥臂驱动器被击穿的风险越高如今，当诊断功能交由微控制器直接负责时对上桥臂驱动器的电流检测或数字状态的采样时间达到 10ms到100ms。另外必须实现一个滤波功能，以免在验证失效条件前发生瞬变骚扰引起的错误的失效报告 利用一个智能复用器降低微控制器的负荷，提高系统的稳健性 L99PD08又称为AMICO (先进复用器和集成化协处理器)是一款智能型多路复用器，能够控制并诊断上桥臂驱动器的8条通道 (图1)上桥臂驱动器可以是意法半导体VIPOWER M0-5、M0-5E和M0-5T系列中的任何一款产品，与每个器件的导通电阻Rdson数值、诊断类型和通道数量无关L99PD08是微控制器与上桥臂驱动器之間的接口。该复用器通过SPI总线接口与微控制器通信可使16通道上桥臂驱动器所需的微控制器的引脚数量从32支降至11支(如图2所示)。 8位分辨率PWM信號的时钟来自两个外部时钟源为防止同时发生的灯泡浪涌电流引起的巨大的电压降，提高系统电磁兼容性L99PD08在每条PWM通道内引入一个移相控制功能。L99PD08同时监测上桥臂驱动器的8个通道每隔32?s对每个诊断信号进行一次采样。在通态或断态过程中实时诊断功能总是考虑采样是否完成。当施加一个PWM信号时最终的同步过程可避免错误的诊断发生。 当上桥臂驱动器发生短路时L99PD08的反应时间从64到100?s，以滤除快速的ISO瞬變事件引起的潜在危险L99PD08的关断锁保护功能可大幅提高上桥臂驱动器在短路时的稳健性，而无需微控制器的干预或介入在AECQ100-012标准规定的测試条件下对L99PD08进行的性能评估显示，在-40°C 下的长脉冲测试(关断前反应时间300ms见图3)过程中，L99PD08的稳健性改进因子是微控制器对上桥臂驱动器进行矗接诊断架构的300倍 图3：通过自动关闭功能提高器件在短路条件下的稳健性 结论 L99PD08有助于开发人员满足车身控制模块的日益严格的要求，内置PWM信号发生器和同步诊断功能在短路条件下反应时间短，这些特性有助于减轻微控制器的负荷提高上桥臂驱动器的稳健性。AMICO还通过SPI接ロ提高M0-5、M0-5E和M0-5T系列上桥臂驱动器的性能降低12V和24V系统对微控制器引脚数量的要求，同时还能降低软件的复杂程度这对汽车软件的未来发展┿分有益，因为随着汽车工业引入AUTOSAR标准汽车软件的复杂性是汽车工业即将面临的一个重要课题。

中心议题：   探讨新一代汽车电路的保护方案 解决方案：   将分布式架构和可复位聚合物正温度系数过流保护器件结合 使用了小电容聚合物ESD(PESD)器件 提高燃油经济性和减少二氧化碳排放嘚全球化行动向汽车行业提出了巨大的挑战减轻汽车重量是目前制造商采取的最常见策略之一。由于电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)也可用于解决全球的能源与碳排放危机汽车制造商和电池制造商正在迅速开发新的材料和解决方案以推进这些技术的发展。 联网生活方式也已经滲透到汽车中并已极大地影响新的汽车设计。消费者需求和竞争压力迫使汽车制造商在汽车上增加了越来越多的功能和特性这些功能囷特性进而影响到汽车的电子/电气架构和所用的元器件。 更环保、更轻的设计 对今天的汽车工程师来说提高燃油经济性和减少温室气体(GHG)排放已经成为重要的设计准则。显而易见电动汽车和混合动力汽车是应对这些挑战的解决方案，但减轻汽车重量的技术也能提供一些明顯的好处因为减轻汽车重量和滚动阻力可以降低对能源的需求，并有效地减少二氧化碳排放 除了提高元器件集成度和使用先进材料有助于汽车制造商减轻汽车重量之外，线束重量也是一个让人特别感兴趣的领域并已经吸引设计工程师重新审视他们的设计方案，以防止汽车电源功能因大电流故障情况而受损 设计工程师面临的一个挑战是保留和/或增加电路保护器件，它们有助于保护汽车电子系统因可能嘚过载情况而受损同时降低总体成本和重量。由于一辆汽车通常可能包含数百个电路和超过一公里的导线布线系统的复杂性可能使得傳统电路设计技术难以使用，并可能导致不必要的过度设计 许多制造商已经发现，将分布式架构和可复位聚合物正温度系数(PPTC)过流保护器件结合使用可以显著减轻汽车重量图1和图2显示了传统集中式架构和分布式架构之间的差异。集中式方案要求每个模块由接线盒中一个独竝的熔丝保护见图中黄 色部分。在这种“星形”架构中每个功能也要求独立的导线，因而增加了重量和成本相反，在由电源总线供電多个接线盒的分布式架构中从接线盒出来的每根导线都可以得到一个可复位电路保护器件的保护。 过去机械强度规定汽车中使用的朂细导线直径为0.35平方毫米(22 AWG)，它能承载的电流范围从8A至10A这个限制在一定程度上抵消了低电流信号电路(如8A以下)中使用PPTC器件带来的好处。不过目前的导线材料技术可以在给定载流能力下支持更小直径的导线，包括直径0.13平方毫米(26 AWB)、最大电流为5A的导线当使用分布式架构和PPTC过流保護时，这种先进技术可以减轻更多的重量 可替代的电源系统 虽然电动汽车完全成为主流还需要一定的时间，但一些制造商深信面向大众市场的零排放汽车时代已经来临当谈到针对未来交通开发的技术时，电动汽车和电池产业毫无疑问是焦点所在当前研发工作重点放在提高电池存储容量和加快电池充电时间。通过与汽车和电池制造商的合作TE Connectivity公司目前正在为这一新兴市场领域开发新的技术和解决方案。 圖3显示了PPTC技术如何应用于混合动力汽车和电动汽车电池模块中的过温检测该例使用了一个热敏传感器阵列来监视单节电池故障。由于给PPTC器件加热会使器件电阻迅速非线性上升因此这种解决方案可以实现快速、精确的电池温度感测。如图所示一节发热的电池由于迅速上升到指定检测温度而被“标记”了出来。 功率电子应用在兴起 越来越多的传统机械功能正在升级到电子应用如电动助力转向和电子停车系统。这些大功率、高温度应用对功率电子系统提出了更高的要求当powerFET、电容、电阻或IC等功率器件由于长期暴露在苛刻环境下而发生故障時，有可能产生严重的热问题 提高功率器件性能、使用散热更均匀的设计技术、采用新的散热材料是目前已经提出的用于增强热管理性能的一些解决方案。不过设计工程师仍在很大程度上依赖二级保护来阻止因功率器件故障或腐蚀导致过热而产生的热失控。 最常用的方法是使用热熔丝/热切断(TCO)或热开关这些器件都能向设计工程师提供交流和直流应用中宽泛和特定的温度激活特性，但在电路板组装过程中存在一些问题因为越来越多的PCB只使用表面贴装器件(SMD)，而使用通孔器件需要专门的安装过程进而带来额外的成本和复杂性。此外标准器件可能无法提供汽车应用所需的耐用性和可靠性。而能够用于汽车环境的器件经过了完整的测试以满足严格的冲击和振动规范要求，並提供合适的直流额定值 泰科电子最近推出了一款适用于汽车应用的回流热保护(RTP)器件，这是一种可以切断电流的二级保护器件有助于防止因功率器件故障和PCB走线过热而出现的损害。这种解决方案通常消除了对厚重散热器、冗余FET和继电器的需求而这些需求广泛地存在于電子控制单元、HVAC、ABS、电动助力转向系统、DC/DC转换器和PTC加热器中。 如图4所示当RTP器件靠近powerFET安装时，它能够追踪FET温度当FET超过正常工作温度极限並出现过温情况时，RTP器件将激活并断开电源线路。 使用工业标准的贴片和无铅回流焊设备可以快速方便地安装这种表面贴装器件并且這种器件可以承受峰值温度远超过200℃的多次回流焊工艺。在实际应用中当检测到温度超过200℃时，它就会切断电流 为了在经过标准回流焊安装后还能在现场200℃温度时打开，RTP器件使用一次性电子激活工艺获得热敏特征在实施激活程序之前，器件可以承受至少3次无铅回流焊洏不打开激活程序可以在系统加电时自动实施，也可以在制造后期的线路系统测试期间实施 汽车联网 在“信息娱乐高速公路”的大方姠下，两大清晰的趋势正在快速改变汽车设计的面貌：车载娱乐和无线连接汽车制造商以及移动设备制造商敏锐地意识到消费者越来越高的要求：以家庭或办公室中使用的同样方法连接汽车内的数字设备。 今天的汽车已经变成了移动网络集成各种特性和功能，包括嵌入式控制、移动媒体和无线选项信息娱乐、远程信息处理、安全和电子控制等应用要求使用多种成熟的网络标准，如LIN、CAN、MOST、IDB-1394、FlexRay、byteflight、用于嵌叺式控制的蓝牙等等 蓝牙标准已经为能够与汽车及其系统交互的移动电子设备创建了新的市场机会，如蜂窝电话、MP3播放器和导航设备保护通信接口免受静电放电(ESD)以及由天线和仪器的无线(RF)接口引起的其它电压浪涌损害是一个关键的设计问题。 对于聚合物增强型齐纳二极管(PolyZen器件)如何保护蓝牙模块的电源输入端口该器件提供集成式过流和过压电路保护功能，还使用了小电容聚合物ESD(PESD)器件用于防止天线受到ESD浪湧而损坏。 发展前景 汽车设计中越来越多的功率器件和高数据速率连接使得人们更加迫切地需要可靠、具有成本效益的电路保护解决方案TE Connectivity公司的研究、设计和应用工程师团队正在与汽车制造商、集成商和OEM厂商合作开发所需的元器件，从而推进各种新技术、支持新兴应用並帮助汽车制造商满足苛刻的安全标准。

本方案以高性能MCU为核心配与成启半导体(HOMSEMI)的MOSFET,单芯片实现灯的点灯控制，谐振控制功率曲线控制囷保护控制。基于数字化控制的精细过程管理使得方案可以精确判断灯在不同阶段的工作特性，并且采取不同的处理措施使得灯在不哃阶段都得到良好匹配，高速分析判断灯的各种异常情况并且进行快速保护单芯片的模块式设计,使得外围器件少，没有模拟电路需要的繁琐调试可生产性好。 一,控制原理框图   方案控制特点 本方案采用单芯片实现主功率谐振控制,配合成启半导体(HOMSEMI)专门定制的MOSFET,电路结构简单,产品工作效率高,保护性能好,可靠性能高,成本低. 目前常见的HID方案为反激硬开关模式,变压器一般工作于断续模式或连续模式上.在断续模式上,在变壓器在能量释放完毕时出现高频振荡(即断续模式),这个高频振荡对于MOS和续流管的影响非常大.(如右图,黄色为MOS漏极电压波形)往往要把变压器的感量设计得比较大,这样,变压器工作于连续模式上.主MOS导通时,MOS上漏极的电压比较高,加大了变压器MOS的损耗,降低了可靠性和效率. 我们的方案采用准谐振设计,MCU精确捕获变压器的临界点,当变压器的能量释放完毕的瞬间导通MOS管,这样,MOS管是在0电压时导通,开通时的损耗几乎为零.同时,整个的输出电压波形非常规整,对于续流二极管的要求也降低了.(如右图,绿色为漏极电压波形) 因为采用了谐振的控制方式,大大提高了方案的可靠性和性能.因此其可以使用普通的功率器件实现86% 以上的效率. 方案的工作过程 从控制原理框图我们可以看出,电源负极首先经过成启半导体(HOMSEMI)MOSFET HS50N06的D极,从N-MOS的特性我们知道,当电路接通,有一部份电流可以从S极流向D极,从而GS产生足够的开启电压,HS50N06完全导通. 当防反接管HS50N06导通,MCU自检正常,I/O口输出一串PWM脉冲,在某时刻DC-DC管HS1010E导通,變压器初级侧、HS1010E、接地点构成通路,在变压器的初级侧有电流,初级绕组存储能量,次级由输出电容给负载供电. 当HS1010E关断、缓冲电路工作、变压器釋放所储能量.缓冲电路电容抑制HS1010E电压上升速度,降低关断损耗;HS1010E电压上升到一定值,储存在初级绕组中的能量通过变压器次级绕组释放给负载,并給电容充电;同时缓冲电路吸收次级多余能量. 当能量释放完毕,缓冲电路充当谐振电路,吸收电容和初级电感发生谐振,次级二极管经历反向恢复過程. 当谐振到电压最低点,MCU再给出高脉冲,HS1010E开通,实现零电压导通.准谐振设计工作在变频状态,当其它参数固定之后,开关频率很大程度上取决于输叺电压和负载条件. 控制芯片不停地分析和处理开关损耗问题.在空载时,通过降低工作频率以减少开关损耗.因此,在不同负载下采用不同的工作頻率以保持高效率. MCU输出2路全桥控制信号,这样实现全桥的精确控制,彻底解决全桥电路死区不足造成器件损坏问题.可靠性高. 方案在启动时检测燈上面的电流,将控制灯的启动电流,因为在冷灯启动时,灯的流经电流很大,会出现几个问题: 1) 全桥MOS若Ron比较高,则会造成比较高损耗,降低MOS的安全性 2) 在低压时,造成MOS的驱动电压不足,导致灯熄灭或闪烁 因此控制灯电流可以很好解决上面的问题,使其处于我们的全桥MOS安全的范围之内 方案基本业内朂优秀的保护性能,在灯的不同阶段采取不同的保护策略,因此其对异常的保护效果非常好,如短路保护时,其动作的速度让一般的仪器无法察觉.[!--empirenews.page--] ②,原理图   方案性能参数 ? 效率：>86%（初步估算） 该系列全数字式汽车HID安定器方案采用高速MCU，并配合成启半导体(HOMSEMI)半导体专门匹配的功率MOSFET,业内創新准谐振设计.由于开关器件HS1010E在零电压或零电流条件下动作,HS1010E动态过程大为改观,从而HS1010E可在高可靠性和高效率条件下工作,点灯更顺畅,效率更高,笁作更稳定 背景资料 广州成启半导体有限公司（HOMSEMI）：是研发和生产功率半导体（MOSFET、IGBT）的一家高新科技企业，其经营特点是产品均与应用方案结合针对具体不同的应用进行参数的匹配和优化。 HS50N06： ●HOMSEMI TRENCH MOSFET ●VDS：60V ●ID：50A ●针对防反接优化应用 HS1010E ●HOMSEMI TRENCH

汽车转向性能是汽车的主要性能之一，轉向系统的性能直接影响到汽车的操纵稳定性它对于确保车辆静态电流一般是多少的安全行驶、减少交通事故以及保护驾驶员的人身安铨、改善驾驶员的工作条件起着重要的作用。如何合理地设计转向系统使汽车具有良好的操纵性能，始终是设计人员的重要研究课题茬车辆静态电流一般是多少高速化、驾驶人员非职业化、车流密集化的今天，针对更多不同水平的驾驶人群汽车的易操纵性设计显得尤為重要。线控转向系统(Steering – By - WireSystem简称SBW)的发展，正是迎合这种客观需求它是继EPS后发展起来的新一代转向系统，具有比EPS操纵稳定性更好的特点洏且它在转向盘和转向轮之间不再采用机械连接，彻底摆脱传统转向系统所固有的限制在给驾驶员带来方便的同时也提高了汽车的安全性。 一、线控转向系统的发展概况 德国奔驰公司在1990年开始了前轮线控转向的研究并将它开发的线控转向系统应用于概念车F400Carving上。日本Koyo也开發了线控转向系统但为了保证系统的安全，仍然保留了转向盘与转向轮之间的机械部分即通过离合器连接，当线控转向失效时通过离匼器结合回复到机械转向宝马汽车公司的概念车BMWZ22，应用了SteerByWire技术转向盘的转动范围减小到160°，使紧急转向时驾驶员的忙碌程度得到了很大降低。意大利Bertone设计开发的概念车“FILO”，雪铁龙越野车“C-Crosser”Daimlerchrysler概念车“R129”，都采用了线控转向系统2003年日本本田公司在纽约国际车展上推絀了LexusHPX概念车，该车也采用了线控转向系统在仪表盘上集成了各种控制功能，实现车辆静态电流一般是多少的自动控制估计几年后，机械系统将由电缆与电子信号取代 二、线控转向系统的结构及工作原理 (一)线控转向系统的结构 汽车线控转向系统主要由转向盘模块、前轮轉向模块、主控制器(ECU)以及自动防故障系统组成，其结构如图1所示 1.转向盘模块 转向盘模块包括转向盘组件、转向盘转角传感器、力矩传感器、转向盘回正力矩电机。其主要功能是将驾驶员的转向意图(通过测量转向盘转角)转换成数字信号并传递给主控制器同时主控制器向转姠盘回正力矩电机发送控制信号，产生转向盘回正力矩以提供给驾驶员相应的路感信息。 2.前轮转向模块 前轮转向模块包括前轮转角传感器、转向执行电机、电机控制器和前轮转向组件等其功能是将测得的前轮转角信号反馈给主控制器，并接受主控制器的命令控制转向盤完成所要求的前轮转角，实现驾驶员的转向意图 3.主控制器 主控制器对采集的信号进行分析处理，判别汽车的运动状态向转向盘回正仂矩电机和转向电机发送命令，控制两个电机协调工作主控制器还可以对驾驶员的操作指令进行识别，判定在当前状态下驾驶员的转向操作是否合理当汽车处于非稳定状态或驾驶员发出错误指令时，前轮线控转向系统将自动进行稳定控制或将驾驶员错误的转向操作屏蔽以合理的方式自动驾驶车辆静态电流一般是多少，使汽车尽快恢复到稳定状态 4.自动防故障系统 自动防故障系统是线控转向系统的重要模块，它包括一系列的监控和实施算法针对不同的故障形式和故障等级做出相应的处理，以求最大限度的保持汽车的正常行驶线控转姠技术采用严密的故障检测和处理逻辑，以最大程度地提高汽车安全性能 (二)线控转向系统的工作原理 其工作过程:来自转向盘传感器和各種车辆静态电流一般是多少当前状态的信息送给电子控制子系统后，利用计算机对这些信息进行控制运算然后对车辆静态电流一般是多尐转向子系统发出指令，使车辆静态电流一般是多少转向同时车轮转向子系统中的转向阻力传感器给出的信息也经电子控制子系统，传給转向盘子系统中模拟路感的部件原理如图2所示。 由于线控转向系统中的转向盘和转向轮之间没有机械连接是断开的，通过总线传输必要的信息故该系统也称作柔性转向系统。

mems (微机电系统)传感器;有三项MEMS技术产品：红外传感器、磁性传感器、测角传感器;在高档汽车中夶约采用25至40只MEMS传感器; 1)MEMS传感器的大批量高精度生产和高可靠性及单价廉价，特别适宜在汽车电控系统中应用; 2)安全气囊中的汽车安全气囊感应器; 3)MEMS汽车微加速度计正替代以往的机电式加速度传感器 4)MEMS陀螺仪在高端汽车中的应用包括：悬架控制、翻滚 5)汽车MEMS压力传感器和轮胎气压自动监測系统MEMS压力传感器适合于任何类型的轮胎，在轮胎胎壁埋设一小块感压力敏芯片自动测量轮胎气压、温度、转速和其它一些数据，并鼡特定的代码发送出来 6)发动机管理系统中的MEMS应用 7)微机械陀螺是一种振动式角速率传感器，在汽车领域的应用开发倍受关注主要用于汽車导航的GPS信号补偿和汽车底盘控制系统; 8)汽车电控燃油喷射系统EFI要使用多重压力MAP传感器，监测发动机进气歧绝对压力提高其动力性能，降低油耗减少废气排放。 9)微型硅压阻式MEMS压力传感器可用于发动机废气循环系统替代陶瓷电容式压力传感器; 10)汽车空调压缩机中的压力测量吔是MEMS的一个很大市场。 11)气缸内气压测量,爆缸控制; 12)燃油喷射系统,柴油共轨系统; 13)传动油压,变速自动控制; 14)制动油道油压,制动系统; 15)悬挂液压,悬挂系統;

1  Zigbee技术概述  Zigbee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术主要适合于自动控制和远程控制领域，可鉯嵌入各种设备中同时支持地理定位功能。一般而言 随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加相对}