本帖最后由小唏于2017-1-614:45編輯

汽車電源的監(jiān)視和開關(guān)

引言

在如今的汽車中，為了提高舒適度和行車體驗(yàn)而設(shè)計(jì)了座椅加熱、空調(diào)、導(dǎo)航、信息娛樂、行車安全等系統(tǒng)，從這些系統(tǒng)很容易理解在車中為各種功能供電的電子系統(tǒng)的好處。

現(xiàn)在我們很難想像僅僅100多年以前的景象，那時(shí)，在汽油動(dòng)力汽車中，一個(gè)電子組件都沒有。

在世紀(jì)交替時(shí)期的汽車開始有了手搖曲柄，前燈開始用乙炔氣照明，也可以用鈴聲向行人發(fā)出提示信息了。

如今的汽車正處于徹底變成電子系統(tǒng)的交界點(diǎn)，最大限度減少了機(jī)械系統(tǒng)的采用，正在成為人們生活中最大、最昂貴的“數(shù)字化工具”。

由于可用性和環(huán)保原因，以及提高內(nèi)燃型、混合動(dòng)力型和全電動(dòng)型汽車行車安全的需求，市場逐步減少了對汽油的依賴，這正是“數(shù)字化”轉(zhuǎn)變的驅(qū)動(dòng)力。

隨著越來越多的機(jī)械系統(tǒng)被電子系統(tǒng)取代，功耗以及怎樣監(jiān)視功耗變得越來越重要了。

準(zhǔn)確監(jiān)視電動(dòng)型汽車的功耗最終會讓司機(jī)心里更踏實(shí)。

任何人只要駕駛了全電動(dòng)型汽車，都有可能擔(dān)心行車距離問題，因?yàn)榈竭_(dá)目的地之前，汽車電池電量可能耗盡的問題無時(shí)不在。

混合電動(dòng)型汽車車主有依靠汽油動(dòng)力引擎行駛回家的優(yōu)勢，而電動(dòng)型汽車只能在充電站充電，眼下充電站稀少，而且需要幾個(gè)小時(shí)，電池才能充好電。

因此連續(xù)、準(zhǔn)確地監(jiān)視每個(gè)電子子系統(tǒng)的功耗是很重要的。

基于監(jiān)視所得的信息，還可以建議正在路上行駛的司機(jī)，節(jié)省電池電量以延長行駛距離。

斷開空閑模塊與電源總線的連接可以進(jìn)一步節(jié)省功耗。

監(jiān)視子系統(tǒng)的電流和功率，還可以揭示有關(guān)車輛長期性能的任何異常趨勢，預(yù)測故障以防故障發(fā)生，標(biāo)出需要發(fā)送給汽車修理店的服務(wù)請求。

診斷系統(tǒng)也可以從功率和能量監(jiān)視中受益，通過故障記錄和無線數(shù)據(jù)訪問，可以快速調(diào)試，并減少修理費(fèi)用和宕機(jī)時(shí)間。

監(jiān)視和控制功耗的幾種方法

要監(jiān)視電子系統(tǒng)的功耗，就需要連續(xù)測量電流和電壓。

電壓可以直接用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)測量。

如果ADC輸入范圍小于所監(jiān)視的電壓，那么也許需要一個(gè)電阻分壓器(圖1)。

為了測量電流，需要在電源通路中放置一個(gè)檢測電阻器，再測量其壓降。

如圖1所示，跨導(dǎo)放大器將高壓側(cè)檢測電壓轉(zhuǎn)換成電流輸出，該電流流經(jīng)增益設(shè)定電阻器，以產(chǎn)生一個(gè)以地為基準(zhǔn)并與負(fù)載電流成比例以及適合饋送給ADC的電壓。

為了最大限度降低功耗，全標(biāo)度檢測電壓限制為幾十毫伏。

因此，放大器輸入失調(diào)需要低于100μV。

為了計(jì)算功率，必須使用通過ADC數(shù)字接口訪問ADC數(shù)據(jù)的微控制器或處理器，以實(shí)現(xiàn)電壓讀數(shù)和電流讀數(shù)相乘。

要監(jiān)視能耗，需要在一定時(shí)間內(nèi)累計(jì)(相加)功率讀數(shù)。

圖1：測量電源軌上的輸入電壓和負(fù)載電流(檢測電壓)

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