CC BY
2
УДК 004
Черкасов К. В. студент группы ФИПИб-13 Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова
Россия, г. Магнитогорск Чистякова Н. С. студент группы ФИПИб-13 Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова
Россия, г. Магнитогорск ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ НИЗКОВОЛЬТНОЙ СИСТЕМЫ РЕЗЕРВНОГО БАТАРЕЙНОГО ПИТАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ ECALL Аннотация: В данной статье рассматривается актуальность использования аппаратного решения резервного батарейного питания системы eCall, ее преимущества и перспективы использования, а также характеристики и принцип действия.
Ключевые слова: система eCall, автоматизация, безопасность.
Cherkasov K. V. student of FIPIb-13 group Nosov Magnitogorsk State Technical University
Russia, Magnitogorsk Chistyakova Natalia Segeevna student of FIPIb-13 group Nosov Magnitogorsk State Technical University
Russia, Magnitogorsk AN OVERVIEW OF POSSIBILITIES OF LOW VOLTAGE SUPPLY SYSTEM FOR APPLICATION IN ECALL SYSTEMS Annotation: The relevance of application of the reserve battery supply system solution eCall, it's benefits and prospects of application, it's characteristics and operating principle are showed in this article. Keywords: eCall system, automatization, security.
Система экстренных вызовов (emergency call, eCall) - новейшая электронная система, о которой в ближайшие годы вы будете слышать все чаще. Постоянное стремление к повышению безопасности автотранспорта заставило правительства разных стран рассмотреть необходимость ее тотального внедрения. В соответствии с решением Европейского Союза, начиная с 2018 года все выпускаемые автотранспортные средства должны оснащаться eCall. В случае серьезных дорожных аварий eCall автоматически устанавливает связь с экстренными службами и передает по беспроводному каналу информацию о состоянии подушек безопасности, данные с датчиков столкновения, навигационные координаты с GPS. Так как eCall -это абсолютно новая автомобильная система, она должна соответствовать уже имеющимся жестким стандартам и правилам. По это причине наличие
образцовой и законченной схемы питания значительно упрощает процесс разработки.
Рассматриваемая эталонная система питания eCall предполагает использование низковольтных аккумуляторов с напряжениями питания 2,5...4,5 В. Для этого могут быть использованы различные распространенные элементы питания: литий-ионные, литий-полимерные, литий-железофосфатные (LiFePO4) и железоникелевые химические источники тока. В случае с железоникелевыми аккумуляторами потребуется включение трех последовательных элементов, а в случае литиевых для получения того же напряжения будет достаточно только одного. В рассматриваемой схеме используются литий-железо фосфатные аккумуляторы (LiFePO4), которые предлагают компромиссное решение по стоимости, удельной емкости, габаритным размерам и номинальному напряжению. Кроме того, эти элементы питания поддерживаются линейной зарядной микросхемой bq25071 и защитной микросхемой bq28Z610, которые также используются в схеме.
Ключевым требованием в низковольтной автомобильной электронике является защита от перепадов напряжения автомобильной бортовой сети. В системах с низким напряжением питания входное напряжение 12В от аккумулятора должно быть преобразовано так, чтобы его значение было максимально близким к уровню напряжения резервного аккумулятора. Это позволит заряжать резервный аккумулятор с минимальным выделением тепла. Синхронный импульсный понижающий преобразователь LM43603-Q1 преобразует напряжение бортовой сети в напряжение питания 5 В. Кроме того, что регулятор LM43603 работает с входными напряжениями до 36 В и аттестован для работы в составе автомобильной электроники. Помимо этого, он способен работать на частотах до 2 МГц. Это исключает загрязнение радиоэфира в AM-диапазоне.
Система управления должна гарантировать наличие бесперебойного питания всех элементов и модулей eCall. В случае наличия штатного автомобильного аккумулятора питание осуществляется от него с помощью LM43603-Q1. В противном случае используется резервный аккумулятор. Три P-канальных полевых транзистора NexFET™ CSD25402Q3A, управляемых компаратором TL331-Q1, обеспечивают подключение к источнику с наибольшим напряжением.
Также система управления обеспечивает питанием оставшиеся DC/DC-преобразователи. Они формируют необходимые напряжения для других модулей системы.
Модуль GSM (Global System for Mobile) используется для связи автомобиля и сотовой сети. Его питающее напряжение обычно составляет около 3,8 В. Поскольку напряжение резервного аккумулятора может быть, как выше, так и ниже этого уровня, необходимо применять повышающее-понижающий преобразователь. TPS63020-Q1 - повышающее-понижающий преобразователь, который обеспечивает необходимый GSM-модулю
нагрузочный ток до 2 А. Рабочая частота TPS63020-Q1 находиться за пределами AM-диапазона и составляет 2,4 МГц.
Микроконтроллер выполняет управление и контроль работы системы eCall. Он также может обмениваться информацией с автомобилем. Все цифровые микросхемы зачастую используют одно напряжение питания, которое обычно составляет 1,8 В. Так как это ниже напряжения аккумулятора, то допустимо использовать понижающий преобразователь. TPS62290-Q1 - простой и компактный понижающий регулятор, работающий на частоте 2,25 МГц за пределами AM-диапазона.
Модуль GPS, как и модуль GSM, требует напряжение питания 5 В, но имеет меньший питающий ток. Тем не менее, в данном случае вновь требуется повышающее-понижающий преобразователь. Для оптимизации перечня элементов снова используется TPS63020-Q1.
Уровни питающих напряжений и токов для аудиоусилителя сильно зависят от типа усилителя и размещения динамика. Положение динамика определяет требуемую выходную мощность, которая, в свою очередь, определяется величиной токов и напряжений. В большинстве случаев для питания усилителя используется повышающий преобразователь. Аудиоусилитель TAS5411-Q1 имеет выходную мощность 8 Вт и работает с напряжениями до 18 В. Повышающий регулятор TPS61175-Q1 обеспечивает выходное напряжение 9 В. Он имеет встроенный каскад на силовых МДП -транзисторах и программируемую рабочую частоту до 2,2 МГц, что выше, чем частоты AM-диапазона.
Использованные источники: l.Maxim Integrated // [Электронный ресурс] URL: https://www.maximintegrated.com/en/products/interface/isolation.htm
УДК 004
Черкасов К.В. студент, группа ФИПИб-13 Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова
Россия, г. Магнитогорск Чистякова Н. С. студент, группа ФИПИб-13 Магнитогорский Государственный Технический Университет им. Г.И. Носова
Россия, г. Магнитогорск ОБЗОР ВОЗМОЖНОСТЕЙ МУЛЬТИПЛЕКСОРА ПИТАНИЯ MAX1538 Аннотация: В данной статье рассматривается возможности мультиплексора питания MAX1538 для реализации питания портативных устройств.
