实用科技
便携式电源系统的设计
刘鹏飞
(山西煤炭职业技术学院)
摘要:便携式电源作为可移动电子设备必须能源,其容量大小和能耗高
低也越来受关注。本文将从实用和安全的角度出发,系统设计了一种便携式
电源。经实验证明,符合实际使用要求,具有广阔的市场前景。
关键词:便携电源设计0引言
现在,市场上可移动的电子设备越来越多,设备的电源容量和功耗却远远不能满足市场的要求,对日常生活,特别是户外活动造成诸
本文设计了一种高效、低功耗、安全的随身电源,以满多不便。为此,
足户外需求,将有很大的实用价值。该系统设计由五部分组成:锂芯容量指示电路、电芯保护电路、充电管理电路、DC-DC 升压电路。锂芯容量指示电路由XC61CC 系列的电压监控芯片组成。电芯保护电
过放保护、过温保护三部分组成,HAT2027、R5402、路由过充保护、
自恢复保险丝构建了三重保护,使锂芯安全性大大增强。充电管理电路采用了CN3066,将充电过程分为涓流充电、恒流充电、恒压充电和维护充电四个部分,使移动随身电源能够最大程度地储备能量。DC-DC 升压电路采用了MAX1771集成芯片,可将锂芯容量在安全范围内最大限度释放,达到对多种数码设备供电的目的。
1电路工作原理
1.1锂芯保护电路如图1所示,电芯保护电路主要由R5402和HAT2027共同组成。除此之外,自恢复保险丝起到了最后一层保
护的作用。
充电时,电池电压从低到高上升,当电池电压大于4.25V 时,充电状态被锁存,引脚Cout 就会从高电平跳为低电平,HAT2027内置
充电电源二极管发挥单向导通作用。电流方向只能从1脚到3脚,
无法继续给锂芯充电。如果充电电源继续加载在锂芯电池组两端,即使锂芯电压在4.25V 以下,R5402具有的过充锁存状态也不会被释
放。这样就保证了电池组在连续充电饱和之后,能锁存在过充状态,
只有当过充时,断开充电电隔离充电电源对高能量电池组持续充电。
源,过充锁存状态才会被释放,Cout 重新变为高电平,HAT2027的1、3引脚此时双向导通,锂芯才能正常工作。放电时,电池电压下降,
放电状态被锁存,引脚Dout 的输出从高电平跳为当小于2.3V 时,
低电平,HAT2027内置二极管发挥单向导通作用。电流方向只能从3脚到1脚,锂芯电池组无法继续给负载放电。如果没有接上充电电源,即使锂芯电压高于过放电压的最大值,放电锁存状态也不会被释
能放,这就保证了电池组在经过长时间放电,电压下降到2.3V 之后,接上锁存在过放状态,隔离低能量电池组持续放电。只有当过放时,
充电电源,锂芯电压开始高于过放电压时,过放锁存状态才会被释放,同时引脚Dout 的电压重新变为高电平,HAT2027的1、3引脚双向导通,锂芯既能工作在放电状态,又能工作在充电状态。当锂芯短路时,Dout 跳到低电平。此时,锂芯受HAT2027控制无法放电,起到保护锂芯作用。与此同时,自恢复保险丝由于短路的大电流,会受
当短路故障排除,白恢热膨胀,电路切断,起到最后一层保护的作用。
复保险丝恢复,R5402检电器释放,Dout 重新恢复高电平。
1.2DC-DC 升压电路本系统中,DC-DC 升压电路主要由MAX1771构成,该控制器采用独特的控制方案,结合PFM(脉冲频率调制) 及PWM(脉冲宽度调制) 的优越性,提供一个高效、较宽电压调节范围的电源。前者具有较小的静态电流,负载小的情况下效率较高,但纹波较大。后者在负载大的情况下具有较高的效率,噪声小。该控制器采用的是一种改进型的限流PFM 控制方式,控制电路限制电感充电电流,使其不超过某一峰值电流。既保持了传统PFM 的低静态电流,同时在较大负载的情况下,也具有很高的效率。而且由于限制了峰值电流,采用很小体积的外围元件就可获得满意的输出纹
将4脚接地,可使波,这样便于降低电路成本及尺寸。如图2所示,
其工作在闭环状态。芯片由引脚2上的电压供电,同时也是输出电
输入电压可以进行从2V 到输出电压的变化。外接MOS 管栅极压。
1脚上的电压,从输出电平到零电平跳变,这样可以提供更人的栅极驱动,从而减小外接MOS 管的开启电阻。MAX1771外接MOS 管
MAX1771会检测外部输平时是关闭的,此时电感储能。关闭期间,
入电压,一旦降低到了一定限度,MAX1771就会开启外部MOS 管,电感释放能量,重新提供驱动电压。开关频率随负载电流和输入电压
5V 电压通过两个反馈电阻分压得到。此外,续流二极管选用肖而定。
特基二极管SS34,该器件正向导通电压小,响应时间短。
1.3锂芯容量指示电路本系统电路设计采用了一种比较简单且实用的方法,即通过测试锂芯电池放电的时间电压特性曲线,选取整个放电过程的四个位点电压,用电压来估算电池的容量。当按下电压容量指示的功能按键,锂芯的电池电压会加到XC61系列芯片的VIN 与VSS 引脚上。当电压高丁4.1V ,四个芯片同时工作,电池与限
LED 发光管形成四个回路。此时四个发光管同时发亮,表示流电阻、
电池容量饱和。当电池电压在4.1V ~3.8V 之间,只有三个芯片工作,4102不工作,此时形成三个回路,三个发光管发亮,表示电池容量有所下降。同理可知其它的两种情况。
1.4充电管理电路充电管理电路由CN3066和继电器构成。当随身电源监测到有充电器对其充电时,继电器令CN3066开始工作,CN3066将整个充电管理过程分为四个部分,即预充电、恒流充电、恒压充电以及维护充电。
当CN3066开始工作时,CN3066会检测电池电压是否较低,如果是,则采用涓流充电,即一个比较小的恒定电流对电池进行充电,
充电电流保持较大值不变,直至电池电压上升到一个安全值。之后,
通常是涓流充电电流的10倍或更大。1000mAh 的电池采用700mA 电流充电,这可以避免大电流充电对锂芯的损坏。在恒流充电和涓流充电状态下,充电管理芯片连续监控电池的电压,当单节锂电池的电压达到4.2V ,恒流充电状态结束,转入恒压充电状态。在该状态下,充电电压恒定在4.2V 。当锂芯的电流下降为原来的1/10之后,恒压充电状态结束。在维护充电状态,电池充足电后,若移动电
实用科技
ABS 制动防抱死系统特点及发展趋势
宗国熙
(奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心)
摘要:汽车防抱死制动系统(ABS 全称Anti-lock Brake System ),已越
来越多地应用在汽车上。90年代后,ABS 技术不断发展成熟,控制精度、控制
ABS 装置已成为汽车的功能不断完善。现发达国家已广泛采用ABS 技术,
标配。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS 的装备率高达90%,轿车ABS 的装备率在60%左右,运送危险品的货车ABS 的装备率为100%。
关键词:ABS 防抱死稳定性安全性0引言
为什么车轮不能抱死呢?因为车轮抱死后,会失去转向能力;而且通常前置前驱轿车由于前轴负载大,制动时重心前移,使得后轮附着
这力减小,极限制动时,通常后轮先于前轮抱死。如此时汽车正转弯,
就意味着前轮继续按规定转向角度转弯,后轮失去附着力而沿切线方向行进。会使前后轮对车身产生两个方向的扭矩,使车很容易在两个
不管是为了力矩的作用下侧滑,如果车速过快,甚至会失控冲出弯道。
缩短制动距离提高制动性能,还是为了提高车身稳定性,提高主动安全性,ABS 能自动减小即将抱死车轮的制动力,达到防抱死的目的。
1ABS 的优点和局限
ABS 通过调节制动管路压力,避免车轮在制动过程中抱死而滑移,使其处于滑移率15%—25%的边滚边滑的运动状态。其优点如下:①改善汽车制动时的横向稳定性;②改善汽车制动时的方向操纵性;③改善制动效能;④减少轮胎的局部过度磨损;⑤使用方便,工作可靠。
ABS 系统本身也有局限性。在两种情况下,ABS 系统不能提供
一种是在平滑的干路上,由有经验的驾驶员直接进最短的制动距离。
行制动。另一种情况是在松散的砾石路面、松土路面或积雪很深的路面上制动。另外,通常在干路面上,最新的ABS 系统能将滑移率控制在5%—20%的范围内,但并不是所有的ABS 都以相同的速率或相同的程度来进行制动(或放弃制动)。
不管ABS 系统多么完善,仍摆脱不了一定的物理规律。尽管四轮防抱制动系统能提供尽可能短的制动距离,如果制动触发时刻太迟,使之在与障碍物碰撞前不能完全停车,仍不可避免事故发生。但是,由于四轮防抱死制动系统保留着控制转向的能力,在制动过程中有可能绕过障碍物,避免可能发生的事故。ABS 系统不能违背物理规律的另一种情况是当汽车在弯道上行驶时,其速度超过了物理学上所允许的速度,在这种情况下,即使ABS 系统也不能阻止汽车在离心力作用下离开弯道。ABS 能使汽车在此过程中降低车速和实现可靠的转向,这样可减轻碰撞的危险性。另外还要考虑的是道路表面情况,没有装备ABS 系统的汽车在湿滑路面或冰、雪的路面上制动时,制动距离较长,且不能猛烈转向;装备ABS 系统的汽车也是如
但它不能解此,因为尽管ABS 能提供附加的制动控制和转向控制,
决在较滑的路面上,可利用的牵引力很小的客观物理事实。
2发展趋势
ABS 技术虽然在20世纪90年代初期就已成熟,但随着电子技术和汽车技术的快速发展,ABS 技术也得到了不断完善。今后,ABS 技术将沿以下几个方面继续发展。
采用现代控制理论和方法完善ABS 技术性能。目前得到广泛应用的是采用门限值控制方法的ABS ,有一定局限性。研究适应ABS 这种变工况、非线性系统的控制方法,完善ABS 技术性能将是今后ABS 研究的热点。近几年出现的增益调度PID 控制、变结构控制和模糊控制等方法,是以滑移率为目标的连续控制,使制动过程中保持
(上接第253页)源仍插在充电器上,电池会由于自放电而损失电量。CN3066以非常小的电流对锂芯充电或监测电池电位,以备对锂芯再充电,这种状态称为维护充电状态。
在本电路中,CN3066会实时监测锂芯的电压、温度、充电电流和充电时间。一旦电池的温度达到60℃,或锂离子电池的电压达到4.2V ,恒压充电状态自动终止。此外,还应设置最长恒压充电时间。在温度和电压检测失败的情况下,可以保证锂电池安全充电。当拔掉充
CN3066关闭,随身电源处于预放电状态。电器,
最佳、稳定的滑移率,理论上是理想的防抱死制动控制系统。
提高ABS 的可靠性、自适应性。ABS 是加装在汽车上的辅助安全装置,它要求高可靠性,否则会导致人身伤亡及车辆损坏。为提高
ABS 电控部分应向集成化方向发展,制作专用的ABS 芯可靠性,
片;机械部分则通过优化结构设计、采用新材料、提高制造工艺等。ABS 软件部分则采用补偿方法(针对测量、计算误差)和自适应控制算法来提高ABS 的可靠性和自适应性。
提高系统集成度,减小体积,减轻质量。现代汽车的安装空间都
预留的空间非常紧凑,而ABS 又是提高汽车安全性能的附加装置,
极有限,就要减小ABS 控制器体积,减轻ABS 质量,从而减轻整车
动力性。因此ABS 装置必须高度集成化,质量,提高整车的经济性、
还可降低成本。增强ABS 控制器的功能,扩大使用范围。随着现代电
ABS 技术也在不断地成熟和发展,很多ABS 控子技术的飞速发展,
制器已经选用功能强、速度快、集成度高的16位或32位微处理器,甚至做成专用芯片,为ABS 进一步完善和扩展构建了一个良好的平台。目前对汽车进行安全控制的装置不断地被加入这个平台,由最初
),到现在的电子制动力分配装置(EBD )、电子的防滑控制系统(ASR
助力制动装置(EBA ),电子行驶稳定性控制系统(ESP )、车辆动力学控制系统(VDC )、电子控制制动系统(EBS )、车速记录仪(VSR )等。ABS 技术已进入全新的发展时期,ABS 作为制动控制系统的一个子系统,其控制功能和使用范围正在不断扩大。
总线技术在ABS 系统上的应用。随着电控单元在汽车中的应用越来越多,车载电子设备的数据通信变得越来越重要,以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是非常必要的。大量数据快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中,控制器独立运行,控制改善汽车某一方面的性能,同时在其他控制器需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通讯协议将汽车中各种电控单元(发动机、ABS 、自动变速器等)、智能传感器、智能仪表等联系起来,从而构成的汽车内部网络。其优点有:减少了线束数量和线束容积,提高电子系统的可靠性和可维护性,采用通用传感器,达到数据共享;改善了系统的灵活性,即通过系统的软件可实现系统功能变化。
3结论
随着汽车技术的不断发展和人们对安全需求的不断增长,ABS 逐渐成为汽车的标准配置。提高和改善ABS 的性能一直是科研工作者追求的目标。随着新理论、新材料、新技术等的不断应用,结构更简化、性能更强、成本更低的ABS 产品将不断推出,汽车安全性也将因此得到进一步的改善和提高。
参考文献:
[1]余志生. 汽车理论(修订版). 北京:机械工业出版社,1993[2]潘旭峰. 现代汽车电子技术. 北京:北京理工大学出版社,1998
[3]周云山, 于秀敏. 汽车电控系统理论与设计. 北京:北京理工大学出版社,1999
Gerard F.Gissinger ,etc. Fuzzy Logic Contin-[4]GerorgeF.maner ,
ues and Quantizing Control of an ABS Braking system. SAE Techni-1033~1042cal paper 940030,
[5]Timontyw. Athan ,Panos T.Papalambros. Multi-criteria Opti-mization of Anti-lock Braking System Control Algorithms. Engineering
1996,Vol.27,199~227Optimization ,
实验结果证明,多功能随身电源能对市面上大多数手机连续充
电5次以上,对MP3、MP4充电12次以上,表明随身电源在户外活动中有充足的能量储备。
2结语
本系统方案设计将多功能、低功耗、安全性、高容量、重量轻等诸多特点整合在一起,使整个产品的设计符合实际使用要求,具有广阔的市场前景。该方案科学缜密地排除了锂芯在使用过程中出现的各种安全隐患。
254
实用科技
便携式电源系统的设计
刘鹏飞
(山西煤炭职业技术学院)
摘要:便携式电源作为可移动电子设备必须能源,其容量大小和能耗高
低也越来受关注。本文将从实用和安全的角度出发,系统设计了一种便携式
电源。经实验证明,符合实际使用要求,具有广阔的市场前景。
关键词:便携电源设计0引言
现在,市场上可移动的电子设备越来越多,设备的电源容量和功耗却远远不能满足市场的要求,对日常生活,特别是户外活动造成诸
本文设计了一种高效、低功耗、安全的随身电源,以满多不便。为此,
足户外需求,将有很大的实用价值。该系统设计由五部分组成:锂芯容量指示电路、电芯保护电路、充电管理电路、DC-DC 升压电路。锂芯容量指示电路由XC61CC 系列的电压监控芯片组成。电芯保护电
过放保护、过温保护三部分组成,HAT2027、R5402、路由过充保护、
自恢复保险丝构建了三重保护,使锂芯安全性大大增强。充电管理电路采用了CN3066,将充电过程分为涓流充电、恒流充电、恒压充电和维护充电四个部分,使移动随身电源能够最大程度地储备能量。DC-DC 升压电路采用了MAX1771集成芯片,可将锂芯容量在安全范围内最大限度释放,达到对多种数码设备供电的目的。
1电路工作原理
1.1锂芯保护电路如图1所示,电芯保护电路主要由R5402和HAT2027共同组成。除此之外,自恢复保险丝起到了最后一层保
护的作用。
充电时,电池电压从低到高上升,当电池电压大于4.25V 时,充电状态被锁存,引脚Cout 就会从高电平跳为低电平,HAT2027内置
充电电源二极管发挥单向导通作用。电流方向只能从1脚到3脚,
无法继续给锂芯充电。如果充电电源继续加载在锂芯电池组两端,即使锂芯电压在4.25V 以下,R5402具有的过充锁存状态也不会被释
放。这样就保证了电池组在连续充电饱和之后,能锁存在过充状态,
只有当过充时,断开充电电隔离充电电源对高能量电池组持续充电。
源,过充锁存状态才会被释放,Cout 重新变为高电平,HAT2027的1、3引脚此时双向导通,锂芯才能正常工作。放电时,电池电压下降,
放电状态被锁存,引脚Dout 的输出从高电平跳为当小于2.3V 时,
低电平,HAT2027内置二极管发挥单向导通作用。电流方向只能从3脚到1脚,锂芯电池组无法继续给负载放电。如果没有接上充电电源,即使锂芯电压高于过放电压的最大值,放电锁存状态也不会被释
能放,这就保证了电池组在经过长时间放电,电压下降到2.3V 之后,接上锁存在过放状态,隔离低能量电池组持续放电。只有当过放时,
充电电源,锂芯电压开始高于过放电压时,过放锁存状态才会被释放,同时引脚Dout 的电压重新变为高电平,HAT2027的1、3引脚双向导通,锂芯既能工作在放电状态,又能工作在充电状态。当锂芯短路时,Dout 跳到低电平。此时,锂芯受HAT2027控制无法放电,起到保护锂芯作用。与此同时,自恢复保险丝由于短路的大电流,会受
当短路故障排除,白恢热膨胀,电路切断,起到最后一层保护的作用。
复保险丝恢复,R5402检电器释放,Dout 重新恢复高电平。
1.2DC-DC 升压电路本系统中,DC-DC 升压电路主要由MAX1771构成,该控制器采用独特的控制方案,结合PFM(脉冲频率调制) 及PWM(脉冲宽度调制) 的优越性,提供一个高效、较宽电压调节范围的电源。前者具有较小的静态电流,负载小的情况下效率较高,但纹波较大。后者在负载大的情况下具有较高的效率,噪声小。该控制器采用的是一种改进型的限流PFM 控制方式,控制电路限制电感充电电流,使其不超过某一峰值电流。既保持了传统PFM 的低静态电流,同时在较大负载的情况下,也具有很高的效率。而且由于限制了峰值电流,采用很小体积的外围元件就可获得满意的输出纹
将4脚接地,可使波,这样便于降低电路成本及尺寸。如图2所示,
其工作在闭环状态。芯片由引脚2上的电压供电,同时也是输出电
输入电压可以进行从2V 到输出电压的变化。外接MOS 管栅极压。
1脚上的电压,从输出电平到零电平跳变,这样可以提供更人的栅极驱动,从而减小外接MOS 管的开启电阻。MAX1771外接MOS 管
MAX1771会检测外部输平时是关闭的,此时电感储能。关闭期间,
入电压,一旦降低到了一定限度,MAX1771就会开启外部MOS 管,电感释放能量,重新提供驱动电压。开关频率随负载电流和输入电压
5V 电压通过两个反馈电阻分压得到。此外,续流二极管选用肖而定。
特基二极管SS34,该器件正向导通电压小,响应时间短。
1.3锂芯容量指示电路本系统电路设计采用了一种比较简单且实用的方法,即通过测试锂芯电池放电的时间电压特性曲线,选取整个放电过程的四个位点电压,用电压来估算电池的容量。当按下电压容量指示的功能按键,锂芯的电池电压会加到XC61系列芯片的VIN 与VSS 引脚上。当电压高丁4.1V ,四个芯片同时工作,电池与限
LED 发光管形成四个回路。此时四个发光管同时发亮,表示流电阻、
电池容量饱和。当电池电压在4.1V ~3.8V 之间,只有三个芯片工作,4102不工作,此时形成三个回路,三个发光管发亮,表示电池容量有所下降。同理可知其它的两种情况。
1.4充电管理电路充电管理电路由CN3066和继电器构成。当随身电源监测到有充电器对其充电时,继电器令CN3066开始工作,CN3066将整个充电管理过程分为四个部分,即预充电、恒流充电、恒压充电以及维护充电。
当CN3066开始工作时,CN3066会检测电池电压是否较低,如果是,则采用涓流充电,即一个比较小的恒定电流对电池进行充电,
充电电流保持较大值不变,直至电池电压上升到一个安全值。之后,
通常是涓流充电电流的10倍或更大。1000mAh 的电池采用700mA 电流充电,这可以避免大电流充电对锂芯的损坏。在恒流充电和涓流充电状态下,充电管理芯片连续监控电池的电压,当单节锂电池的电压达到4.2V ,恒流充电状态结束,转入恒压充电状态。在该状态下,充电电压恒定在4.2V 。当锂芯的电流下降为原来的1/10之后,恒压充电状态结束。在维护充电状态,电池充足电后,若移动电
实用科技
ABS 制动防抱死系统特点及发展趋势
宗国熙
(奇瑞汽车股份有限公司试验技术中心)
摘要:汽车防抱死制动系统(ABS 全称Anti-lock Brake System ),已越
来越多地应用在汽车上。90年代后,ABS 技术不断发展成熟,控制精度、控制
ABS 装置已成为汽车的功能不断完善。现发达国家已广泛采用ABS 技术,
标配。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS 的装备率高达90%,轿车ABS 的装备率在60%左右,运送危险品的货车ABS 的装备率为100%。
关键词:ABS 防抱死稳定性安全性0引言
为什么车轮不能抱死呢?因为车轮抱死后,会失去转向能力;而且通常前置前驱轿车由于前轴负载大,制动时重心前移,使得后轮附着
这力减小,极限制动时,通常后轮先于前轮抱死。如此时汽车正转弯,
就意味着前轮继续按规定转向角度转弯,后轮失去附着力而沿切线方向行进。会使前后轮对车身产生两个方向的扭矩,使车很容易在两个
不管是为了力矩的作用下侧滑,如果车速过快,甚至会失控冲出弯道。
缩短制动距离提高制动性能,还是为了提高车身稳定性,提高主动安全性,ABS 能自动减小即将抱死车轮的制动力,达到防抱死的目的。
1ABS 的优点和局限
ABS 通过调节制动管路压力,避免车轮在制动过程中抱死而滑移,使其处于滑移率15%—25%的边滚边滑的运动状态。其优点如下:①改善汽车制动时的横向稳定性;②改善汽车制动时的方向操纵性;③改善制动效能;④减少轮胎的局部过度磨损;⑤使用方便,工作可靠。
ABS 系统本身也有局限性。在两种情况下,ABS 系统不能提供
一种是在平滑的干路上,由有经验的驾驶员直接进最短的制动距离。
行制动。另一种情况是在松散的砾石路面、松土路面或积雪很深的路面上制动。另外,通常在干路面上,最新的ABS 系统能将滑移率控制在5%—20%的范围内,但并不是所有的ABS 都以相同的速率或相同的程度来进行制动(或放弃制动)。
不管ABS 系统多么完善,仍摆脱不了一定的物理规律。尽管四轮防抱制动系统能提供尽可能短的制动距离,如果制动触发时刻太迟,使之在与障碍物碰撞前不能完全停车,仍不可避免事故发生。但是,由于四轮防抱死制动系统保留着控制转向的能力,在制动过程中有可能绕过障碍物,避免可能发生的事故。ABS 系统不能违背物理规律的另一种情况是当汽车在弯道上行驶时,其速度超过了物理学上所允许的速度,在这种情况下,即使ABS 系统也不能阻止汽车在离心力作用下离开弯道。ABS 能使汽车在此过程中降低车速和实现可靠的转向,这样可减轻碰撞的危险性。另外还要考虑的是道路表面情况,没有装备ABS 系统的汽车在湿滑路面或冰、雪的路面上制动时,制动距离较长,且不能猛烈转向;装备ABS 系统的汽车也是如
但它不能解此,因为尽管ABS 能提供附加的制动控制和转向控制,
决在较滑的路面上,可利用的牵引力很小的客观物理事实。
2发展趋势
ABS 技术虽然在20世纪90年代初期就已成熟,但随着电子技术和汽车技术的快速发展,ABS 技术也得到了不断完善。今后,ABS 技术将沿以下几个方面继续发展。
采用现代控制理论和方法完善ABS 技术性能。目前得到广泛应用的是采用门限值控制方法的ABS ,有一定局限性。研究适应ABS 这种变工况、非线性系统的控制方法,完善ABS 技术性能将是今后ABS 研究的热点。近几年出现的增益调度PID 控制、变结构控制和模糊控制等方法,是以滑移率为目标的连续控制,使制动过程中保持
(上接第253页)源仍插在充电器上,电池会由于自放电而损失电量。CN3066以非常小的电流对锂芯充电或监测电池电位,以备对锂芯再充电,这种状态称为维护充电状态。
在本电路中,CN3066会实时监测锂芯的电压、温度、充电电流和充电时间。一旦电池的温度达到60℃,或锂离子电池的电压达到4.2V ,恒压充电状态自动终止。此外,还应设置最长恒压充电时间。在温度和电压检测失败的情况下,可以保证锂电池安全充电。当拔掉充
CN3066关闭,随身电源处于预放电状态。电器,
最佳、稳定的滑移率,理论上是理想的防抱死制动控制系统。
提高ABS 的可靠性、自适应性。ABS 是加装在汽车上的辅助安全装置,它要求高可靠性,否则会导致人身伤亡及车辆损坏。为提高
ABS 电控部分应向集成化方向发展,制作专用的ABS 芯可靠性,
片;机械部分则通过优化结构设计、采用新材料、提高制造工艺等。ABS 软件部分则采用补偿方法(针对测量、计算误差)和自适应控制算法来提高ABS 的可靠性和自适应性。
提高系统集成度,减小体积,减轻质量。现代汽车的安装空间都
预留的空间非常紧凑,而ABS 又是提高汽车安全性能的附加装置,
极有限,就要减小ABS 控制器体积,减轻ABS 质量,从而减轻整车
动力性。因此ABS 装置必须高度集成化,质量,提高整车的经济性、
还可降低成本。增强ABS 控制器的功能,扩大使用范围。随着现代电
ABS 技术也在不断地成熟和发展,很多ABS 控子技术的飞速发展,
制器已经选用功能强、速度快、集成度高的16位或32位微处理器,甚至做成专用芯片,为ABS 进一步完善和扩展构建了一个良好的平台。目前对汽车进行安全控制的装置不断地被加入这个平台,由最初
),到现在的电子制动力分配装置(EBD )、电子的防滑控制系统(ASR
助力制动装置(EBA ),电子行驶稳定性控制系统(ESP )、车辆动力学控制系统(VDC )、电子控制制动系统(EBS )、车速记录仪(VSR )等。ABS 技术已进入全新的发展时期,ABS 作为制动控制系统的一个子系统,其控制功能和使用范围正在不断扩大。
总线技术在ABS 系统上的应用。随着电控单元在汽车中的应用越来越多,车载电子设备的数据通信变得越来越重要,以分布式控制系统为基础构造汽车车载电子网络系统是非常必要的。大量数据快速交换、高可靠性及廉价性是对汽车电子网络系统的要求。在该网络系统中,控制器独立运行,控制改善汽车某一方面的性能,同时在其他控制器需要时提供数据服务。汽车内部网络的构成主要依靠总线传输技术。汽车总线传输是通过某种通讯协议将汽车中各种电控单元(发动机、ABS 、自动变速器等)、智能传感器、智能仪表等联系起来,从而构成的汽车内部网络。其优点有:减少了线束数量和线束容积,提高电子系统的可靠性和可维护性,采用通用传感器,达到数据共享;改善了系统的灵活性,即通过系统的软件可实现系统功能变化。
3结论
随着汽车技术的不断发展和人们对安全需求的不断增长,ABS 逐渐成为汽车的标准配置。提高和改善ABS 的性能一直是科研工作者追求的目标。随着新理论、新材料、新技术等的不断应用,结构更简化、性能更强、成本更低的ABS 产品将不断推出,汽车安全性也将因此得到进一步的改善和提高。
参考文献:
[1]余志生. 汽车理论(修订版). 北京:机械工业出版社,1993[2]潘旭峰. 现代汽车电子技术. 北京:北京理工大学出版社,1998
[3]周云山, 于秀敏. 汽车电控系统理论与设计. 北京:北京理工大学出版社,1999
Gerard F.Gissinger ,etc. Fuzzy Logic Contin-[4]GerorgeF.maner ,
ues and Quantizing Control of an ABS Braking system. SAE Techni-1033~1042cal paper 940030,
[5]Timontyw. Athan ,Panos T.Papalambros. Multi-criteria Opti-mization of Anti-lock Braking System Control Algorithms. Engineering
1996,Vol.27,199~227Optimization ,
实验结果证明,多功能随身电源能对市面上大多数手机连续充
电5次以上,对MP3、MP4充电12次以上,表明随身电源在户外活动中有充足的能量储备。
2结语
本系统方案设计将多功能、低功耗、安全性、高容量、重量轻等诸多特点整合在一起,使整个产品的设计符合实际使用要求,具有广阔的市场前景。该方案科学缜密地排除了锂芯在使用过程中出现的各种安全隐患。
254