車載娛樂系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)圖集錦 —電路圖天天讀（139）

　　TOP1 車載模塊原理分析與電路

　　EST527車聯(lián)網(wǎng)模塊，是一款車規(guī)級(jí)的車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)模塊OBDII協(xié)議數(shù)據(jù)解析產(chǎn)品，支持ISO9141-2、ISO14230（KWP）、 ISO15765（CANBUS）等協(xié)議的物理層，可通過(guò)OBD-16標(biāo)準(zhǔn)接口與現(xiàn)有絕大部分汽車的ECU進(jìn)行診斷通訊；模塊將汽車電控系統(tǒng)的各項(xiàng)傳感器數(shù)值轉(zhuǎn)換為UART格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，用戶產(chǎn)品通過(guò)EST527_MINI模塊與汽車快速連接，輕松實(shí)現(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品二次開發(fā)；還支持標(biāo)準(zhǔn)的OBDII汽車故障診斷功能，支持DTC診斷請(qǐng)求、故障碼輸出、故障碼清除。

　　模塊特色：標(biāo)準(zhǔn)OBDII接口支持；覆蓋所有主流汽車協(xié)議、雙MCU；處理速度快，是ELM327的5倍；上位機(jī)無(wú)需進(jìn)行任何運(yùn)算，所有數(shù)據(jù)都以數(shù)值方式返回；精確行駛里程算法，準(zhǔn)確度99.5%；支持瞬時(shí)油耗、平均油耗及耗油量數(shù)據(jù)；支持車輛故障碼診斷，兩條指令即可完成故障碼的讀取和清除；模塊化設(shè)計(jì)，高集成度；車規(guī)級(jí)抗干擾設(shè)計(jì)；郵票孔及插針雙接口設(shè)計(jì)，滿足所有應(yīng)用場(chǎng)合；AT 指令集簡(jiǎn)單易用；極大的提升二次開發(fā)效率，縮短研發(fā)周期。

　　車聯(lián)網(wǎng) OBD模塊采用郵票/插針兩種不同的方式，通過(guò)UART連接各種車載設(shè)備，獲取到OBD各種數(shù)據(jù)，依然采用雙核處理，一個(gè) MCU負(fù)責(zé)解碼，一個(gè)負(fù)責(zé)運(yùn)算，所有的數(shù)據(jù)都是已經(jīng)解析好的數(shù)據(jù)，采納該方案的不用了解任何關(guān)于汽車協(xié)議的知識(shí)，通過(guò)電路連接，做好界面就OK。

　　原理分析：EST527 車聯(lián)網(wǎng)OBD模塊，采集記錄開始行駛時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、總油耗（怠速油耗、行駛油耗）單次行駛里程、怠速耗油量、行駛耗油量、當(dāng)次燃油費(fèi)用、當(dāng)次平均車速、當(dāng)次最高轉(zhuǎn)速、最高車速等駕駛行為習(xí)慣等數(shù)據(jù)，常用車速、轉(zhuǎn)速、水溫、電壓、OBD故障碼信息，將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS傳輸?shù)胶笈_(tái)，將對(duì)合作伙伴免費(fèi)開放中文 OBD故障碼庫(kù)優(yōu)質(zhì)APP應(yīng)用的API端口，可以實(shí)時(shí)查詢12000多條汽車OBD故障代碼信息。

　　GPS導(dǎo)航應(yīng)用：該方案結(jié)合新一代實(shí)時(shí)路況導(dǎo)航，顛覆傳統(tǒng)導(dǎo)航設(shè)備，采用EST527模塊，直接顯示油耗軌跡，某路段多少油耗一目了然，及時(shí)反饋對(duì)應(yīng)的速度地圖軌跡?；?EST527模塊開發(fā)軟件的路況支持全國(guó)大部分高速路況信息，堵車時(shí)一看地圖就清楚自己擁堵位置及路況界面，是出差的路況信息最好幫手。

　　云記錄儀應(yīng)用：我們將OBD采集到的數(shù)據(jù)根據(jù)車速、轉(zhuǎn)速、萬(wàn)一發(fā)生碰撞，鎖定該數(shù)據(jù)將汽車數(shù)據(jù)及視頻數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到后臺(tái)，結(jié)合大數(shù)據(jù)醫(yī)療救助體系，及時(shí)分析出合理援救方案，減少死亡率。

　　云GPS定位器：車鏈追蹤與智能防盜系統(tǒng)，鎖定汽車位置及行車軌跡，可通過(guò)電子圍欄將信息傳輸?shù)?a target="_blank">手機(jī)或者電腦，跟蹤車況及地理位置信息。

　　車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)：整合OBD+GPS+GPRS/CDMA/3G/4G，獲取汽車數(shù)據(jù)、地理位置信息、駕駛行為習(xí)慣數(shù)據(jù)、汽車OBD智能故障診斷，CRM系統(tǒng)、平臺(tái)互動(dòng)與分享，改變司機(jī)朋友駕駛習(xí)慣、享受生活?yuàn)蕵焚Y訊資訊、提供維修保養(yǎng)、保險(xiǎn)服務(wù)、關(guān)鍵路段設(shè)定維修站、加油站、生活消費(fèi)場(chǎng)所、休息站等等。

　　車載開關(guān)電源電子電路方案詳解

　　隨著現(xiàn)代汽車用電設(shè)備種類的增多，功率等級(jí)的增加，所需要電源的型式越來(lái)越多，包括交流電源和直流電源。這些電源均需要采用開關(guān)變換器將蓄電池提供的+12VDC或+24VDC的直流電壓經(jīng)過(guò)DC-DC變換器提升為+220VDC或+240VDC，后級(jí)再經(jīng)過(guò)DC-AC變換器轉(zhuǎn)換為工頻交流電源或變頻調(diào)壓電源。對(duì)于前級(jí)DC-DC變換器，又包括高頻DC-AC逆變部分、高頻變壓器和AC-DC整流部分，不同的組合適應(yīng)不同的輸出功率等級(jí)，變換性能也有所不同。推挽逆變電路以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、變壓器磁芯利用率高等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在低壓大電流輸入的中小功率場(chǎng)合;同時(shí)全橋整流電路也具有電壓利用率高、支持輸出功率較高等特點(diǎn)，因此本文采用推挽逆變-高頻變壓器-全橋整流方案，設(shè)計(jì)了24VDC輸入-220VDC 輸出、額定輸出功率600W的DC-DC變換器，并采用AP法設(shè)計(jì)相應(yīng)的推挽變壓器。

　　推挽逆變的工作原理

　　圖1給出了推挽逆變-高頻變壓-全橋整流DC-DC變換器的基本電路拓?fù)?。通過(guò)控制兩個(gè)開關(guān)管S1和S2以相同的開關(guān)頻率交替導(dǎo)通，且每個(gè)開關(guān)管的占空比 d均小于50%，留出一定死區(qū)時(shí)間以避免S1和S2同時(shí)導(dǎo)通。由前級(jí)推挽逆變將輸入直流低電壓逆變?yōu)榻涣鞲哳l低電壓，送至高頻變壓器原邊，并通過(guò)變壓器耦合，在副邊得到交流高頻高電壓，再經(jīng)過(guò)由反向快速恢復(fù)二極管FRD構(gòu)成的全橋整流、濾波后得到所期望的直流高電壓。由于開關(guān)管可承受的反壓最小為兩倍的輸入電壓，即2UI，而電流則是額定電流，所以， 推挽電路一般用在輸入電壓較低的中小功率場(chǎng)合。

　　圖1：推挽逆變-高頻變壓器-全橋整流電路圖

　　當(dāng)S1開通時(shí)，其漏源電壓 uDS1只是一個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通壓降，在理想情況下可假定 uDS1=0，而此時(shí)由于在繞組中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓，并且根據(jù)變壓器初級(jí)繞組的同名端關(guān)系，該感應(yīng)電壓也會(huì)疊加到關(guān)斷的S2上，從而使S2在關(guān)斷時(shí)承受的電壓是輸入電壓與感應(yīng)電壓之和約為2UI.在實(shí)際中，變壓器的漏感會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰電壓加在S2 兩端，從而引起大的關(guān)斷損耗，變換器的效率因受變壓器漏感的限制，不是很高。在S1和S2 的漏極之間接上RC緩沖電路，也稱為吸收電路，用來(lái)抑制尖峰電壓的產(chǎn)生。并且為了給能量回饋提供反饋回路，在S1和S2 兩端都反并聯(lián)上續(xù)流二極管FWD。 開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)

　　采用面積乘積（AP）法進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于推挽逆變工作開關(guān)電源，原邊供電電壓UI=24V，副邊為全橋整流電路，期望輸出電壓UO=220V，輸出電流IO=3A，開關(guān)頻率fs=25kHz，初定變壓器效率η=0.9，工作磁通密度Bw=0.3T。

　?。?）計(jì)算總視在功率PT.設(shè)反向快速恢復(fù)二極管FRD的壓降：VDF=0.6*2=1.2V