Bộ nguồn khởi động khẩn cấp trên ô tô là bộ nguồn di động di động đa chức năng được phát triển dành cho những người yêu thích ô tô và những người kinh doanh lái xe và du lịch. Chức năng đặc trưng của nó là khởi động xe khi bị mất điện hoặc không khởi động được xe vì những lý do khác. Đồng thời, máy bơm hơi kết hợp cung cấp điện khẩn cấp, chiếu sáng ngoài trời và các chức năng khác, là một trong những sản phẩm cần thiết cho những chuyến du lịch ngoài trời.
Nguồn khởi động khẩn cấp trên ô tô: Car Jump Starter
Ứng dụng cuộc sống: ô tô, điện thoại di động, máy tính xách tay
Tính năng sản phẩm: ánh sáng trắng siêu sáng LED tiêu chuẩn
Ưu điểm: xả tốc độ cao, tái chế, di động
Loại pin: pin axit-chì, pin quanh co, pin lithium ion
Giới thiệu sơ lược về bộ nguồn khởi động ô tô:
Ý tưởng thiết kế của bộ nguồn khởi động khẩn cấp trên ô tô dễ vận hành, thuận tiện mang theo và có thể ứng phó với các tình huống khẩn cấp khác nhau. Hiện nay, trên thị trường chủ yếu có hai loại bộ nguồn khởi động khẩn cấp cho ô tô, một là loại ắc quy axit-chì và hai là loại lithium polymer.
Loại ắc quy axit-chì trong bộ nguồn khởi động khẩn cấp trên ô tô truyền thống hơn. Nó sử dụng ắc-quy axit-chì không cần bảo dưỡng, có khối lượng và thể tích tương đối lớn, dung lượng pin và dòng khởi động tương ứng cũng sẽ tương đối lớn. Các sản phẩm như vậy thường được trang bị một máy bơm không khí và cũng có các chức năng như bảo vệ chỉ báo quá dòng, quá tải, quá tải và kết nối ngược, có thể sạc các sản phẩm điện tử khác nhau và một số sản phẩm cũng có các chức năng như biến tần.
Bộ nguồn khởi động khẩn cấp Lithium polymer cho ô tô tương đối hợp thời trang, là sản phẩm mới xuất hiện gần đây, có trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ gọn, có thể điều khiển bằng một tay. Loại sản phẩm này thường không được trang bị máy bơm không khí, có chức năng ngắt quá tải và có chức năng chiếu sáng tương đối mạnh, có thể cung cấp điện cho các sản phẩm điện tử khác nhau. Đèn chiếu sáng của loại sản phẩm này nhìn chung có chức năng nhấp nháy hoặc đèn LED báo hiệu cứu hộ từ xa SOS, mang tính thực dụng cao hơn.
Ứng dụng cuộc sống:
1. Ô tô: Có nhiều loại dòng điện khởi động ô tô bằng ắc quy axit-chì, phạm vi gần đúng là 350-1000 ampe, và dòng điện tối đa của ô tô khởi động bằng lithium polymer nên là 300-400 ampe. Để mang lại sự thuận tiện, bộ nguồn khởi động khẩn cấp của ô tô nhỏ gọn, di động và bền. Đây là thiết bị trợ giúp đắc lực cho việc khởi động ô tô trong trường hợp khẩn cấp. Nó có thể cung cấp nguồn điện khởi động phụ cho hầu hết các phương tiện và một số ít tàu. được sử dụng như một nguồn điện di động 12V DC để chuẩn bị cho ô tô. Sử dụng trong các tình huống khẩn cấp.
2. Máy tính xách tay: Bộ nguồn khởi động khẩn cấp trên ô tô đa chức năng có đầu ra điện áp 19V, có thể cung cấp điện áp cung cấp điện ổn định cho máy tính xách tay để đảm bảo rằng một số doanh nhân đi ra ngoài. Chức năng tuổi thọ pin của máy tính xách tay làm giảm tình trạng ảnh hưởng đến Nói chung, pin polymer 12000 mAh sẽ có thể cung cấp thời lượng pin 240 phút cho máy tính xách tay.
3. Điện thoại di động: Bộ nguồn khởi động ô tô còn được trang bị nguồn điện 5V, hỗ trợ tiết kiệm pin và cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị giải trí như điện thoại di động, PAD, MP3, v.v.
4. Bơm hơi: được trang bị một máy bơm không khí và ba loại vòi phun khí, có thể làm phồng lốp xe ô tô, van lạm phát và các loại bóng khác nhau.
Các loại và đặc điểm:
Hiện nay trên thế giới chủ yếu sử dụng các loại nguồn khởi động khẩn cấp sau đây, nhưng dù là loại nào thì chúng cũng có yêu cầu cao hơn về tốc độ phóng điện. Ví dụ, dòng điện của pin axit-chì trong xe đạp điện và pin lithium trong bộ sạc điện thoại di động không đủ để khởi động ô tô.
1. Axit chì:
a. Ắc quy axit-chì phẳng truyền thống: Ưu điểm là giá thành rẻ, độ bền cao, an toàn ở nhiệt độ cao; nhược điểm là cồng kềnh, phải sạc và bảo dưỡng thường xuyên, axit sunfuric loãng dễ rò rỉ hoặc khô, không sử dụng được dưới 0 ° C .
b. Pin cuộn: Ưu điểm là giá rẻ, nhỏ và di động, an toàn ở nhiệt độ cao, có thể sử dụng nhiệt độ thấp dưới -10 ℃, bảo trì đơn giản, tuổi thọ cao; nhược điểm là khối lượng và trọng lượng của pin lithium tương đối lớn, và các chức năng ít hơn so với pin lithium.
2. Ion liti:
a. Pin lithium coban oxit polyme: Ưu điểm là nhỏ, đẹp, đa chức năng, di động và thời gian chờ lâu, nhược điểm là nổ ở nhiệt độ cao, không sử dụng được ở nhiệt độ thấp, mạch bảo vệ phức tạp, không thể quá tải, công suất nhỏ, giá thành sản phẩm cao.
b. Pin Lithium iron phosphate: Ưu điểm là nhỏ gọn và di động, đẹp, thời gian chờ lâu, tuổi thọ cao, chịu được nhiệt độ cao hơn so với pin polymer, sử dụng được ở nhiệt độ thấp dưới -10 ° C, nhược điểm là nhiệt độ cao trên 70 ° C không an toàn và mạch bảo vệ phức tạp, dung lượng nhỏ hơn pin quấn và giá đắt hơn pin polyme.
3. Tụ điện:
Siêu tụ điện: ưu điểm là nhỏ và di động, dòng xả lớn, sạc nhanh và tuổi thọ cao; nhược điểm là không an toàn ở nhiệt độ cao trên 70 ℃, mạch bảo vệ phức tạp, dung lượng tối thiểu và cực kỳ đắt tiền.
tính năng sản phẩm:
1. Nguồn điện khởi động khẩn cấp của ô tô có thể đốt cháy tất cả ô tô có đầu ra ắc quy 12V, nhưng dòng sản phẩm áp dụng cho ô tô có dung tích khác nhau sẽ khác nhau, và nó có thể cung cấp các dịch vụ như cứu hộ khẩn cấp;
2. Đèn LED tiêu chuẩn ánh sáng trắng siêu sáng, đèn cảnh báo nhấp nháy, và đèn tín hiệu SOS, trợ thủ đắc lực cho việc đi lại;
3. Bộ nguồn khởi động khẩn cấp ô tô không chỉ hỗ trợ khởi động khẩn cấp ô tô mà còn hỗ trợ nhiều đầu ra khác nhau, bao gồm đầu ra 5V (hỗ trợ tất cả các loại sản phẩm di động như điện thoại di động), đầu ra 12V (hỗ trợ bộ định tuyến và các sản phẩm khác), 19V đầu ra (hỗ trợ hầu hết các sản phẩm máy tính xách tay)), tăng khả năng ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống;
4. Nguồn cung cấp điện khởi động khẩn cấp của ô tô có tích hợp pin axit-chì không cần bảo dưỡng, ngoài ra còn có pin lithium-ion polymer hiệu suất cao, với nhiều lựa chọn;
5. Bộ nguồn khởi động khẩn cấp xe Lithium-ion polymer có tuổi thọ lâu dài, chu kỳ sạc và xả có thể đạt hơn 500 lần, và có thể khởi động xe 20 lần khi được sạc đầy (pin hiển thị trong 5 thanh) (tác giả sử dụng cái này, không phải tất cả các nhãn hiệu);
6. Nguồn điện khởi động khẩn cấp ắc quy axit-chì được trang bị một máy bơm không khí với áp suất 120PSI (mô hình trong hình), có thể tạo điều kiện cho lạm phát.
7. Lưu ý đặc biệt: Mức pin của bộ cấp nguồn khởi động khẩn cấp lithium-ion polymer phải trên 3 vạch trước khi xe có thể được đánh lửa, để không làm cháy bộ nguồn khởi động khẩn cấp của xe. Chỉ cần nhớ để sạc nó.
Hướng dẫn:
1. Kéo phanh tay lên, đặt ly hợp ở vị trí trung tính, kiểm tra công tắc khởi động, nó phải ở vị trí TẮT.
2. Vui lòng đặt bộ khởi động khẩn cấp trên mặt đất ổn định hoặc bệ không di chuyển, cách xa động cơ và dây đai.
3. Nối kẹp dương màu đỏ (+) của "bộ khởi động khẩn cấp" với điện cực dương của pin bị thiếu điện. Và đảm bảo kết nối chắc chắn.
4. Nối kẹp phụ kiện màu đen (-) của "bộ khởi động khẩn cấp" với cực nối đất của ô tô và đảm bảo kết nối chắc chắn.
5. Kiểm tra tính đúng đắn và chắc chắn của kết nối.
6. Khởi động xe (không quá 5 giây) Nếu khởi động không thành công, vui lòng đợi trên 5 giây.
7. Sau khi thành công, tháo kẹp âm ra khỏi cực nối đất.
8. Tháo kẹp dương màu đỏ của "bộ khởi động khẩn cấp" (thường được gọi là "Cross River Dragon") khỏi cực dương của pin.
9. Vui lòng sạc pin sau khi sử dụng.
Bắt đầu sạc điện:
Vui lòng sử dụng thiết bị điện đặc biệt được cung cấp để sạc. Trước khi sử dụng lần đầu tiên, vui lòng sạc thiết bị trong 12 giờ. Pin lithium-ion polymer thường có thể được sạc đầy trong 4 giờ, không phải là lâu như người ta nói, càng dùng lâu càng tốt. Pin axit-chì không cần bảo dưỡng yêu cầu thời gian sạc khác nhau tùy thuộc vào dung lượng của sản phẩm, nhưng thời gian sạc thường lâu hơn so với pin lithium polymer.
Các bước sạc pin lithium polymer:
1. Cắm phích cắm cái của cáp sạc đi kèm vào cổng kết nối sạc "bộ khởi động khẩn cấp" và xác nhận rằng nó đã an toàn.
2. Cắm đầu còn lại của cáp sạc vào ổ cắm chính và xác nhận rằng nó đã chắc chắn. (220V)
3. Lúc này, đèn báo sạc sẽ sáng lên, cho biết rằng quá trình sạc đang được tiến hành.
4. Sau khi sạc xong, đèn báo sẽ tắt và để trong 1 giờ để phát hiện điện áp pin đạt yêu cầu, có nghĩa là nó đã được sạc đầy.
5. Thời gian sạc không được lâu hơn 24 giờ.
Các bước sạc ắc quy axit-chì không cần bảo dưỡng:
1. Cắm phích cắm cái của cáp sạc đi kèm vào cổng kết nối sạc "bộ khởi động khẩn cấp" và xác nhận rằng nó đã an toàn.
2. Cắm đầu còn lại của cáp sạc vào ổ cắm chính và xác nhận rằng nó đã chắc chắn. (220V)
3. Lúc này, đèn báo sạc sẽ sáng lên, cho biết rằng quá trình sạc đang được tiến hành.
4. Sau khi đèn báo chuyển sang màu xanh, có nghĩa là đã sạc xong.
5. Lần đầu tiên sử dụng, nên sạc lâu.
tái chế:
Để đạt được tuổi thọ tối đa của bộ nguồn khởi động của ô tô, bạn nên luôn sạc đầy máy, nếu nguồn điện không được sạc đầy, tuổi thọ của bộ nguồn sẽ bị rút ngắn. khi sử dụng, hãy đảm bảo rằng nó được sạc và xả 3 tháng một lần.
Nguyên tắc cơ bản:
Kiến trúc công suất của hầu hết ô tô khi thiết kế đều phải tuân theo những nguyên tắc cơ bản nhất, tuy nhiên không phải nhà thiết kế nào cũng hiểu tường tận về những nguyên tắc này. Sau đây là sáu nguyên tắc cơ bản cần tuân thủ khi thiết kế kiến trúc công suất ô tô.
1. Điện áp đầu vào Dải VIN: dải điện áp quá độ của acquy 12V xác định dải điện áp đầu vào của IC chuyển đổi nguồn
Dải điện áp điển hình của ắc quy ô tô là 9V đến 16V. Khi động cơ tắt, điện áp danh định của ắc quy ô tô là 12V, khi động cơ hoạt động, điện áp của ắc quy là khoảng 14,4V. Tuy nhiên, trong các điều kiện khác nhau, điện áp quá độ cũng có thể đạt ± 100V. Tiêu chuẩn công nghiệp ISO7637-1 xác định phạm vi dao động điện áp của pin ô tô. Các dạng sóng thể hiện trong Hình 1 và Hình 2 là một phần của các dạng sóng được đưa ra bởi tiêu chuẩn ISO7637. Hình này cho thấy các điều kiện quan trọng mà bộ chuyển đổi công suất ô tô cao áp cần đáp ứng. Ngoài ISO7637-1, có một số phạm vi hoạt động của pin và môi trường được xác định cho động cơ khí. Hầu hết các thông số kỹ thuật mới được đề xuất bởi các nhà sản xuất OEM khác nhau và không nhất thiết phải tuân theo các tiêu chuẩn ngành. Tuy nhiên, bất kỳ tiêu chuẩn mới nào cũng yêu cầu hệ thống phải có bảo vệ quá áp và quá áp.
2. Cân nhắc về tản nhiệt: tản nhiệt cần được thiết kế theo hiệu suất thấp nhất của bộ chuyển đổi DC-DC
Đối với các ứng dụng có lưu thông không khí kém hoặc thậm chí không lưu thông không khí, nếu nhiệt độ môi trường cao (> 30 ° C) và có nguồn nhiệt (> 1W) trong vỏ, thiết bị sẽ nhanh chóng nóng lên (> 85 ° C) . Ví dụ, hầu hết các bộ khuếch đại âm thanh cần được lắp đặt trên tản nhiệt và cần cung cấp điều kiện lưu thông không khí tốt để tản nhiệt. Ngoài ra, vật liệu PCB và một vùng đồng nhất định giúp nâng cao hiệu quả truyền nhiệt, để đạt được điều kiện tản nhiệt tốt nhất. Nếu không sử dụng tản nhiệt, công suất tản nhiệt của miếng đệm tiếp xúc trên bao bì được giới hạn ở mức 2W đến 3W (85 ° C). Khi nhiệt độ môi trường tăng lên, khả năng tản nhiệt sẽ giảm đi đáng kể.
Khi điện áp của pin được chuyển đổi thành đầu ra điện áp thấp (ví dụ: 3.3V), bộ điều chỉnh tuyến tính sẽ tiêu thụ 75% điện năng đầu vào và hiệu suất cực kỳ thấp. Để cung cấp 1W công suất đầu ra, 3W công suất sẽ được tiêu thụ dưới dạng nhiệt. Bị giới hạn bởi nhiệt độ môi trường và khả năng chịu nhiệt của vỏ / đường giao nhau, công suất đầu ra tối đa 1W sẽ giảm đáng kể. Đối với hầu hết các bộ chuyển đổi DC-DC điện áp cao, khi dòng điện đầu ra nằm trong khoảng 150mA đến 200mA, LDO có thể cung cấp hiệu suất chi phí cao hơn.
Để chuyển đổi điện áp của pin thành điện áp thấp (ví dụ: 3.3V), khi công suất đạt 3W, cần chọn bộ chuyển đổi chuyển đổi cao cấp, có thể cung cấp công suất đầu ra hơn 30W. Đây chính là lý do tại sao các nhà sản xuất bộ nguồn ô tô thường chọn các giải pháp cấp nguồn chuyển mạch và từ chối các kiến trúc dựa trên LDO truyền thống.
3. Dòng tĩnh (IQ) và dòng tắt (ISD)
Với sự gia tăng nhanh chóng của số lượng các bộ điều khiển điện tử (ECU) trên ô tô, tổng dòng điện tiêu thụ từ pin của ô tô cũng ngày càng tăng. Ngay cả khi tắt máy và hết pin, một số bộ ECU vẫn tiếp tục hoạt động. Để đảm bảo rằng IQ hiện tại hoạt động tĩnh nằm trong phạm vi có thể kiểm soát được, hầu hết các nhà sản xuất OEM bắt đầu giới hạn IQ của từng ECU. Ví dụ, yêu cầu của EU là: 100μA / ECU. Hầu hết các tiêu chuẩn ô tô của EU quy định rằng giá trị điển hình của ECU IQ là nhỏ hơn 100μA. Các thiết bị luôn hoạt động, chẳng hạn như bộ thu phát CAN, đồng hồ thời gian thực và mức tiêu thụ dòng điện của bộ vi điều khiển là những cân nhắc chính đối với ECU IQ và thiết kế nguồn điện cần phải xem xét ngân sách IQ tối thiểu.
4. Kiểm soát chi phí: Sự thỏa hiệp giữa chi phí và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất OEM là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hóa đơn cung cấp điện của vật liệu
Đối với các sản phẩm sản xuất hàng loạt, giá thành là một yếu tố quan trọng cần được quan tâm trong thiết kế. Loại PCB, khả năng tản nhiệt, các tùy chọn gói và các ràng buộc thiết kế khác thực sự bị giới hạn bởi ngân sách của một dự án cụ thể. Ví dụ, sử dụng bo mạch 4 lớp FR4 và bo mạch một lớp CM3, khả năng tản nhiệt của PCB sẽ rất khác nhau.
Ngân sách của dự án cũng sẽ dẫn đến một hạn chế khác là Người dùng có thể chấp nhận các ECU chi phí cao hơn, nhưng sẽ không tốn thời gian và tiền bạc để chuyển đổi các thiết kế cung cấp điện truyền thống. Đối với một số nền tảng phát triển mới chi phí cao, các nhà thiết kế chỉ cần thực hiện một số sửa đổi đơn giản đối với thiết kế cung cấp điện truyền thống chưa được tối ưu hóa.
5. Vị trí / bố trí: Bố trí PCB và thành phần trong thiết kế bộ nguồn sẽ hạn chế hiệu suất tổng thể của bộ nguồn
Thiết kế cấu trúc, cách bố trí bảng mạch, độ nhạy tiếng ồn, các vấn đề kết nối bảng mạch nhiều lớp và các hạn chế về bố cục khác sẽ hạn chế thiết kế của bộ nguồn tích hợp chip cao. Việc sử dụng công suất điểm tải để tạo ra tất cả công suất cần thiết cũng sẽ dẫn đến chi phí cao, và việc tích hợp nhiều thành phần trên một chip duy nhất là không lý tưởng. Các nhà thiết kế cung cấp điện cần cân bằng hiệu suất tổng thể của hệ thống, các ràng buộc cơ học và chi phí theo các yêu cầu cụ thể của dự án.
6. Bức xạ điện từ
Điện trường biến thiên theo thời gian sẽ tạo ra bức xạ điện từ, cường độ bức xạ phụ thuộc vào tần số và biên độ của trường, nhiễu điện từ do một mạch làm việc tạo ra sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mạch khác. Ví dụ, sự can thiệp của các kênh vô tuyến có thể làm cho túi khí hoạt động sai. Để tránh những tác động tiêu cực này, các nhà sản xuất OEM đã thiết lập giới hạn bức xạ điện từ tối đa cho các bộ ECU.
Để giữ bức xạ điện từ (EMI) trong phạm vi được kiểm soát, loại, cấu trúc liên kết, lựa chọn các thành phần ngoại vi, bố trí bảng mạch và che chắn của bộ chuyển đổi DC-DC đều rất quan trọng. Sau nhiều năm tích lũy, các nhà thiết kế vi mạch nguồn đã phát triển nhiều kỹ thuật khác nhau để hạn chế EMI. Đồng bộ xung nhịp bên ngoài, tần số hoạt động cao hơn dải tần điều chế AM, tích hợp MOSFET, công nghệ chuyển mạch mềm, công nghệ trải phổ, ... đều là những giải pháp triệt tiêu EMI được giới thiệu trong những năm gần đây.