汽车控制器的供电系统介绍
作者| 糊涂振
出品|汽车电子与软件
【资料图】
对于汽车控制器的硬件设计来说，供电系统是非常重要的组成部分。本文主要介绍传感器、微控制器、执行器、通讯的供电。
一. 传感器供电
汽车控制器会用到各种各样的传感器，这些传感器通常需要一个稳定和可靠的电源供应，以确保它们能够正常工作。供电电压的类型取决于传感器的类型和设计，以下是一些常见的汽车传感器供电电压类型：
·5V：这是汽车电气系统中最常用的电压。许多传感器，比如温度传感器、压力传感器和位置传感器等，需要5V的电源。
·12V：12V是汽车电气系统中的标准电压，因此许多传感器，如转速传感器，需要12V的电源。
·其他电压，在一些大型商用车或特殊应用场景下，可能需要使用24V的电源供应。例如，一些重型卡车和挖掘机可能需要使用24V的电源供应等。
以下列举几种传感器的供电电压范围：
1）压力传感器，供电电压范围8V-32V，可选5V。
2）位置传感器，供电电压范围4.75V-5.25V，典型值为5V。
3）转速传感器，供电电压范围4V-24V，一般取12V。
二. 微控制器供电
微控制器的供电电压可以分为以下几种：
·5V：5V是最常见的微控制器供电电压，包括许多传统的8位微控制器和一些较老的16位微控制器。
·3.3V：3.3V是现代微控制器中较为普遍的供电电压，包括许多32位微控制器和一些较新的16位微控制器。由于功耗更低，一些小型设备，如便携式设备，也经常使用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，需要更低的供电电压。1.3V是一些这种类型的微控制器常用的电压。
需要注意的是，不同的微控制器可能有不同的供电电压要求，具体的供电电压需要根据具体的规格书来确定，如下列举了英飞凌 Aurix TC3XX系列的几种供电电压值。
PIN布置类型
PIN定义
与供电电压相关的部分PIN定义
由上可知，TC3X微控制器有1.3V，3.3V和5V三种供电电压。通常为了保证微控制器的稳定运行，需要为微控制器提供稳定的电源，通常使用专门的电源管理芯片和硬件处理电路来保证。
三. 执行器供电
汽车控制器通过控制信号和电能转换等方式控制执行器，实现对汽车各个系统的控制和调节。这些执行器类型主要有以下几种：
·电机执行器：用于控制汽车电机的运行状态，如BLDC，PMSM，IM等。
·电磁阀执行器：用于控制汽车液压系统和气压系统的运行状态，如制动阀、换挡阀等。
·电磁继电器执行器：用于控制汽车的电路和电器设备，如电器继电器、电磁接触器等。
·气动执行器：用于控制汽车的气压系统和液压系统，如制动泵、气囊等。
·电磁铁执行器：用于控制汽车的锁定和解锁等操作，如车门锁、发动机启动器等。
·光电开关执行器：用于控制汽车的光电开关和接近开关等设备，如车灯开关、雨刷开关等。
这些执行器通常需要微控制器的外围芯片来驱动，如下是BLDC的驱动芯片，为了保证该芯片的正常运行，需要提供3.3V和5V两种供电电压。
四. 通讯供电
汽车控制器之间通常需要通讯来交互信息，以CAN通讯为例，需要CAN收发器将CAN总线的差分信号转换成逻辑电平信号，因此需要给CAN收发器供电，如下所示：
五. 供电系统
为了实现对上述几种电子器件供电，汽车控制器需要一个供电管理系统，即电源管理系统，如下所示：
上面就是汽车控制器的电源管理系统的一个基本介绍，总结下来就是：
·微控制器：汽车控制器中的微控制器是整个系统的核心，需要提供稳定可靠的电源。通常情况下，微控制器的电源电压为1.3V，3.3V和5V，需要通过电源管理系统提供。
·传感器：汽车控制器中的传感器有多种类型，例如温度传感器、压力传感器、位置传感器和转速传感器等。这些传感器的供电电压范围通常在3V到5V或更高一点的12V，需要通过电源管理系统提供。
·执行器：汽车控制器中的执行器有多种类型，例如电机执行器、电磁阀执行器、舵机执行器等。这些执行器的供电电压范围通常在3V到5V或12V到24V之间，需要通过电源管理系统提供。
·通讯芯片：汽车控制器中的通讯芯片包括CAN总线控制器、LIN总线控制器等。这些通讯芯片的供电电压通常在3.3V到5V之间，需要通过电源管理系统提供。
·存储器：汽车控制器中的存储器包括闪存、RAM等。这些存储器的供电电压通常在1.8V到3.3V之间，需要通过电源管理系统提供。
·其他辅助设备：汽车控制器中还有一些其他的辅助设备，例如蜂鸣器、电子喇叭等。这些设备的供电电压范围不同，需要根据具体情况选择合适的电源管理方案。
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