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汽車控制器的供電系統硬件設計

智能汽車電子與軟件 ? 來源:汽車電子與軟件 ? 2023-05-04 10:03 ? 次閱讀

對于汽車控制器的硬件設計來說,供電系統是非常重要的組成部分。本文主要介紹傳感器、微控制器、執行器、通訊的供電。

一. 傳感器供電

汽車控制器會用到各種各樣的傳感器,這些傳感器通常需要一個穩定和可靠的電源供應,以確保它們能夠正常工作。供電電壓的類型取決于傳感器的類型和設計,以下是一些常見的汽車傳感器供電電壓類型:

·5V:這是汽車電氣系統中最常用的電壓。許多傳感器,比如溫度傳感器、壓力傳感器和位置傳感器等,需要5V的電源。

·12V:12V是汽車電氣系統中的標準電壓,因此許多傳感器,如轉速傳感器,需要12V的電源。

·其他電壓,在一些大型商用車或特殊應用場景下,可能需要使用24V的電源供應。例如,一些重型卡車和挖掘機可能需要使用24V的電源供應等。

以下列舉幾種傳感器的供電電壓范圍:

1)壓力傳感器,供電電壓范圍8V-32V,可選5V。

2)位置傳感器,供電電壓范圍4.75V-5.25V,典型值為5V。

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3)轉速傳感器,供電電壓范圍4V-24V,一般取12V。

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二. 微控制器供電

微控制器的供電電壓可以分為以下幾種:

·5V:5V是最常見的微控制器供電電壓,包括許多傳統的8位微控制器和一些較老的16位微控制器。

·3.3V:3.3V是現代微控制器中較為普遍的供電電壓,包括許多32位微控制器和一些較新的16位微控制器。由于功耗更低,一些小型設備,如便攜式設備,也經常使用3.3V的微控制器。

·1.3V:一些新型微控制器,尤其是在低功耗和高性能方面,需要更低的供電電壓。1.3V是一些這種類型的微控制器常用的電壓。

需要注意的是,不同的微控制器可能有不同的供電電壓要求,具體的供電電壓需要根據具體的規格書來確定,如下列舉了英飛凌Aurix TC3XX系列的幾種供電電壓值。

PIN布置類型

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PIN定義

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與供電電壓相關的部分PIN定義

由上可知,TC3X微控制器有1.3V,3.3V和5V三種供電電壓。通常為了保證微控制器的穩定運行,需要為微控制器提供穩定的電源,通常使用專門的電源管理芯片和硬件處理電路來保證。

三. 執行器供電

汽車控制器通過控制信號和電能轉換等方式控制執行器,實現對汽車各個系統的控制和調節。這些執行器類型主要有以下幾種:

·電機執行器:用于控制汽車電機的運行狀態,如BLDC,PMSM,IM等。

·電磁閥執行器:用于控制汽車液壓系統和氣壓系統的運行狀態,如制動閥、換擋閥等。

·電磁繼電器執行器:用于控制汽車的電路和電器設備,如電器繼電器、電磁接觸器等。

·氣動執行器:用于控制汽車的氣壓系統和液壓系統,如制動泵、氣囊等。

·電磁鐵執行器:用于控制汽車的鎖定和解鎖等操作,如車門鎖、發動機啟動器等。

·光電開關執行器:用于控制汽車的光電開關和接近開關等設備,如車燈開關、雨刷開關等。

這些執行器通常需要微控制器的外圍芯片來驅動,如下是BLDC的驅動芯片,為了保證該芯片的正常運行,需要提供3.3V和5V兩種供電電壓。

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四. 通訊供電

汽車控制器之間通常需要通訊來交互信息,以CAN通訊為例,需要CAN收發器將CAN總線的差分信號轉換成邏輯電平信號,因此需要給CAN收發器供電,如下所示:

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五. 供電系統

為了實現對上述幾種電子器件供電,汽車控制器需要一個供電管理系統,即電源管理系統,如下所示:

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上面就是汽車控制器的電源管理系統的一個基本介紹,總結下來就是:

·微控制器:汽車控制器中的微控制器是整個系統的核心,需要提供穩定可靠的電源。通常情況下,微控制器的電源電壓為1.3V,3.3V和5V,需要通過電源管理系統提供。

·傳感器:汽車控制器中的傳感器有多種類型,例如溫度傳感器、壓力傳感器、位置傳感器和轉速傳感器等。這些傳感器的供電電壓范圍通常在3V到5V或更高一點的12V,需要通過電源管理系統提供。

·執行器:汽車控制器中的執行器有多種類型,例如電機執行器、電磁閥執行器、舵機執行器等。這些執行器的供電電壓范圍通常在3V到5V或12V到24V之間,需要通過電源管理系統提供。

·通訊芯片:汽車控制器中的通訊芯片包括CAN總線控制器、LIN總線控制器等。這些通訊芯片的供電電壓通常在3.3V到5V之間,需要通過電源管理系統提供。

·存儲器:汽車控制器中的存儲器包括閃存、RAM等。這些存儲器的供電電壓通常在1.8V到3.3V之間,需要通過電源管理系統提供。

·其他輔助設備:汽車控制器中還有一些其他的輔助設備,例如蜂鳴器、電子喇叭等。這些設備的供電電壓范圍不同,需要根據具體情況選擇合適的電源管理方案。






審核編輯:劉清

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原文標題:汽車控制器的供電系統介紹

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