本帖最后由小唏于2017-1-614:45編輯

汽車電源的監視和開關

引言

在如今的汽車中，為了提高舒適度和行車體驗而設計了座椅加熱、空調、導航、信息娛樂、行車安全等系統，從這些系統很容易理解在車中為各種功能供電的電子系統的好處。

現在我們很難想像僅僅100多年以前的景象，那時，在汽油動力汽車中，一個電子組件都沒有。

在世紀交替時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出提示信息了。

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

由于可用性和環保原因，以及提高內燃型、混合動力型和全電動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“數字化”轉變的驅動力。

隨著越來越多的機械系統被電子系統取代，功耗以及怎樣監視功耗變得越來越重要了。

準確監視電動型汽車的功耗最終會讓司機心里更踏實。

任何人只要駕駛了全電動型汽車，都有可能擔心行車距離問題，因為到達目的地之前，汽車電池電量可能耗盡的問題無時不在。

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

因此連續、準確地監視每個電子子系統的功耗是很重要的。

基于監視所得的信息，還可以建議正在路上行駛的司機，節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一步節省功耗。

監視子系統的電流和功率，還可以揭示有關車輛長期性能的任何異常趨勢，預測故障以防故障發生，標出需要發送給汽車修理店的服務請求。

診斷系統也可以從功率和能量監視中受益，通過故障記錄和無線數據訪問，可以快速調試，并減少修理費用和宕機時間。

監視和控制功耗的幾種方法

要監視電子系統的功耗，就需要連續測量電流和電壓。

電壓可以直接用模數轉換器(ADC)測量。

如果ADC輸入范圍小于所監視的電壓，那么也許需要一個電阻分壓器(圖1)。

為了測量電流，需要在電源通路中放置一個檢測電阻器，再測量其壓降。

如圖1所示，跨導放大器將高壓側檢測電壓轉換成電流輸出，該電流流經增益設定電阻器，以產生一個以地為基準并與負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，全標度檢測電壓限制為幾十毫伏。

因此，放大器輸入失調需要低于100μV。

為了計算功率，必須使用通過ADC數字接口訪問ADC數據的微控制器或處理器，以實現電壓讀數和電流讀數相乘。

要監視能耗，需要在一定時間內累計(相加)功率讀數。

圖1：測量電源軌上的輸入電壓和負載電流(檢測電壓)

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