【導讀】緊急呼叫 (eCall) 系統是一個(gè)更新的電子子系統；你將在未來(lái)的幾年越來(lái)越多的見(jiàn)到它的身影。汽車(chē)安全標準的不斷增長(cháng)已經(jīng)使很多政府調查對eCall系統的需要程度。在2018年，歐盟將要求在所有新出廠(chǎng)的車(chē)輛上安裝一個(gè)eCall設備。eCall系統將在出現嚴重交通事故時(shí)自動(dòng)與緊急情況聯(lián)系人取得聯(lián)系，并且將氣囊彈出、碰撞傳感器信息、以及GPS坐標無(wú)線(xiàn)地發(fā)送至當地應急機構。由于eCall系統是必須遵守嚴格規定的全新汽車(chē)子系統，一個(gè)完整且專(zhuān)用的電源參考設計會(huì )使其設計起來(lái)更加簡(jiǎn)單。
我們來(lái)看一看圖1，具有低中間電壓的TI Designs汽車(chē)eCall電源參考設計 (PMP9769.1) 中的每一個(gè)方框。
圖1：eCall系統由低壓后備電池供電的汽車(chē)eCall電源方框圖
后備電池選型
由于汽車(chē)已經(jīng)有一個(gè)12V電池了，后備電池的意義何在呢？想一想，如果沒(méi)有12V電池，而你又需要進(jìn)行緊急呼叫的話(huà)該怎么辦呢。eCall系統中沒(méi)有后備電池的話(huà)，什么都不會(huì )發(fā)生—沒(méi)有電話(huà)呼叫、GPS也找不到你、緊急救險車(chē)輛也找不到你。你也許會(huì )被困數日，或者更糟。這也是后備電池在eCall系統中起到關(guān)鍵作用的原因：為了確保這個(gè)事關(guān)生死的系統的可靠性。
eCall參考設計用電壓通常在2.5V和4.5V之間的低壓后備電池滿(mǎn)足了eCall系統的需要。常見(jiàn)電池化學(xué)成分包括鋰離子、鋰聚合物、磷酸鐵鋰 (LiFePO4)，以及不同的鎳化學(xué)電池。三個(gè)鎳電池單元產(chǎn)生出一個(gè)處于合適范圍內的電池組電壓，而只需一個(gè)鋰電池就可以產(chǎn)生出同樣的電壓。在成本、能量密度、尺寸和電池節電壓之間做出均衡后，磷酸鐵鋰電池可直接由參考設計中使用的bq25071 線(xiàn)性充電器和bq28Z610電量計提供支持。其它電源管理器件支持不同的化學(xué)成分，不過(guò)你必須找到最佳的電池管理解決方案來(lái)使用不同化學(xué)成分的電池。
汽車(chē)電池到5V電壓軌
任何汽車(chē)系統中的一個(gè)主要要求就是保護電壓較低的電子元器件不受主汽車(chē)電池的電壓偏移的影響。在系統使用一個(gè)較低電壓后備電池的系統中，12V標稱(chēng)汽車(chē)電池也必須降壓到一個(gè)更加可用、更加接近后備電池電壓的電平。這樣可以在不產(chǎn)生過(guò)多熱量的情況下實(shí)現高效充電。LM43603-Q1同步降壓轉換器能夠從汽車(chē)電池中生成一個(gè)5V系統電壓軌。雖然LM43603是一個(gè)36V輸入額定值器件，并且符合汽車(chē)應用要求，它還支持2MHz以上的運行，以避免AM無(wú)線(xiàn)電波段的干擾。
電源路徑選擇
這個(gè)電路確保了一個(gè)始終處于供電狀態(tài)的eCall系統，或者由LM43603-Q1（如果汽車(chē)電池可用），或者由后備電池供電。3個(gè)由TL331-Q1比較器控制的CSD25402Q3A p通道NexFET™ 功率MOSFET為系統提供最高可用電壓。
電源路徑控制塊為系統中剩余的DC/DC轉換器供電。這些轉換器將中間電壓軌轉換為每個(gè)負載所需要的準確電壓。
GSM模塊電源
全球移動(dòng)通信 (GSM) 子系統通常需要大約3.8V的電壓在汽車(chē)和蜂窩網(wǎng)絡(luò )間實(shí)現通信。由于后備電池電壓在這個(gè)電平周?chē)舷虏▌?dòng)變化，必須要有一個(gè)降壓-升壓轉換器。TPS63020-Q1降壓-升壓轉換器支持GSM所需的2A電流，以及2.4MHz AM無(wú)線(xiàn)電波段以上的開(kāi)關(guān)頻率。
MCU電源
每個(gè)eCall系統都需要一個(gè)微控制器 (MCU)，對eCall子系統進(jìn)行看管和監視，并且實(shí)現與汽車(chē)的通信。其它邏輯電路通常以同樣的電壓運行，而這個(gè)電壓值通常為1.8V。由于這個(gè)電壓低于中間電壓軌電壓，你可以使用一個(gè)降壓轉換器。TPS62290-Q1是一款在2.25MHz AM無(wú)線(xiàn)電波段以上運行的小巧、簡(jiǎn)單降壓轉換器。
GPS模塊電源
GPS模塊需要5V電壓，但是電流要比GSM電源所提供的電流低。然而，中間電壓軌的電壓就是5V，所以還需要一個(gè)降壓-升壓轉換器。在設計中重新使用TPS63020-Q1可以將總體物料清單 (BOM) 數量保持在較低水平上。
音頻放大器電源
音頻放大器電源電壓和電流要求在很大程度上取決于音頻放大器的選型，以及車(chē)內揚聲器的位置。揚聲器位置會(huì )對所需的輸出功率產(chǎn)生很大影響，而這也反過(guò)來(lái)會(huì )影響音頻放大器所需要的電壓和電流。在幾乎所有情況下，升壓轉換器在音頻放大器由低壓中間電壓軌供電運行時(shí)為這個(gè)音頻放大器供電。
TAS5411-Q1音頻放大器提供高達8W的功率，并且接受高達18V的電源電壓。TPS61175-Q1升壓轉換器為音頻放大器提供9V電壓。TPS61175-Q1將升壓級集成到主功率MOSFET中，并且運行頻率可被設定為高達2.2MHz，高于A(yíng)M無(wú)線(xiàn)電波段。
這些是你為低壓eCall系統供電時(shí)所需要了解的全部?jì)热?。你將如何使用具有低中間電壓的TI Designs汽車(chē)eCall電源參考設計來(lái)縮短你的設計時(shí)間呢？
其它資源：
● 你的車(chē)內為什么需要一個(gè)5.5Vin降壓-升壓轉換器？
● 電池管理對eCall系統的重要性
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