詳解，汽車應(yīng)急啟動電源知識百科

基本信息
 

中文名：汽車應(yīng)急啟動電源；英文名：Car Jump Starter；生活應(yīng)用：汽車、手機(jī)、平板、筆記本電腦、相機(jī)，等等；產(chǎn)品特征：標(biāo)配LED超亮白燈、爆閃SOS信號燈；優(yōu)點：可循環(huán)使用
 

簡介
 

什么是汽車應(yīng)急啟動電源？汽車應(yīng)急啟動電源是給駕車出行的愛車人士以及商務(wù)人士所開發(fā)出來的一款多功能便攜式汽車移動電源。它的特色功能是用于汽車虧電或者其他原因無法啟動汽車的時候能啟動汽車，同時將充氣泵與應(yīng)急電源、戶外照明等功能結(jié)合起來，是戶外出行必備的產(chǎn)品之一。

汽車應(yīng)急啟動電源設(shè)計理念為簡單易操作、攜帶方便，同時還能夠作為應(yīng)急工具應(yīng)對各種緊急情況。目前市面上的汽車應(yīng)急啟動電源主要分為兩種，一種是鉛酸蓄電池類的，另一種是鋰聚合物電池類的。

鉛酸蓄電池類的汽車應(yīng)急啟動電源較為傳統(tǒng)，采用的是免維護(hù)式鉛酸蓄電池，質(zhì)量和體積都較大，相應(yīng)的電池容量、啟動電流等也會比較大。這類產(chǎn)品一般會配備有充氣泵，同時還有過流、過載、過充以及反接指示保護(hù)等功能，可以給各類電子產(chǎn)品充電，部分產(chǎn)品還具有逆變器等功能。

鋰聚合物電池類的汽車應(yīng)急啟動電源則較為新潮，具有體積小、質(zhì)量輕，可一手掌握等特點。這類產(chǎn)品一般不配備充氣泵，具有過充關(guān)斷功能，而且照明功能較為強大，還可支持各類電子產(chǎn)品供電。這類產(chǎn)品的照明燈一般都具有爆閃或者SOS遠(yuǎn)程LED救援信號燈功能，比較實用。
 

生活應(yīng)用
 

汽車：鉛酸蓄電池類啟動汽車電流有許多種，大致范圍在350—1000安培，鋰聚合物電池類啟動汽車最大電流應(yīng)該有300-400安培。為了提供方便，汽車應(yīng)急啟動電源設(shè)計緊湊，便攜耐用，是愛車應(yīng)急啟動的好幫手，可以為大多數(shù)車輛和少量船只以及汽艇提供輔助啟動電源，也可以作為便攜12V直流電源，以備在離車之地或緊急之時使用。

筆記本：多功能汽車應(yīng)急啟動電源帶有接口電壓轉(zhuǎn)換功能，可以提供19V筆記本穩(wěn)定的電源電壓，保證部分商務(wù)人士外出筆記本電池續(xù)航功能降低影響工作的情況，一般來說12000毫安鋰聚合物類汽車應(yīng)急啟動電源應(yīng)該可以給筆記本提供240分鐘的續(xù)航時間。

手機(jī)：汽車應(yīng)急啟動電源還配備有5V的USB輸出接口，更多支持手機(jī)、PND、MP3等多種娛樂設(shè)備續(xù)航供電。

充氣：配備有充氣泵和三種氣嘴，可以為汽車輪胎、充氣閥、各種球類進(jìn)行充氣。
 

產(chǎn)品特征
 

1、汽車應(yīng)急啟動電源可以給所有12V電瓶輸出的汽車打火，能夠提供良好的野外應(yīng)急救援等方面的服務(wù)，但是不同排量的汽車適用產(chǎn)品范圍會有所不同；

2、標(biāo)配LED超亮白燈，爆閃警示燈，和SOS信號燈，戶外探險、出行旅游好幫手；

3、汽車應(yīng)急啟動電源不僅支持汽車應(yīng)急啟動，還支持多種輸出，有5V輸出（支持各類手機(jī)等移動產(chǎn)品），12V輸出（支持路由器等產(chǎn)品），19V輸出（支持絕大部分筆記本電腦產(chǎn)品），增加了生活的廣泛應(yīng)用；

4、汽車應(yīng)急啟動電源內(nèi)置免維護(hù)鉛酸蓄電池，同時也有高性能聚合物鋰離子電池，可供選擇范圍很多；

5、鋰離子聚合物類汽車應(yīng)急啟動電源使用壽命長，充放電循環(huán)可以到500次以上，充滿電可以啟動汽車30次左右（本文以昂佳品牌為例，并非代表所有品牌）；

6、鉛酸蓄電池類汽車應(yīng)急啟動電源配備充氣泵，壓強為120PSI，可以方便充氣。

7、特別說明：鋰聚合物類汽車應(yīng)急啟動電源電量顯示需在兩格以上才可以給汽車打火，以免燒壞汽車應(yīng)急啟動電源主機(jī)。使用完記得充電就是了。
 

操作說明
 

1、將手動剎車?yán)穑x合放置在空檔，檢查啟動器開關(guān)，應(yīng)處在OFF檔。

2、應(yīng)急啟動電源請放置在平穩(wěn)的地面或是非移動的平臺，遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)及皮帶。

3、將應(yīng)急啟動電源紅色正極夾（+）連接到缺電的電瓶正極。確保連接牢固。

4、將應(yīng)急啟動電源黑色負(fù)極夾（-）連接缺點電瓶的負(fù)極或者汽車的接地柱，并且確保連接牢固。

5、檢查連接的正確性和牢固性，打開電源開關(guān)。

6、啟動汽車（不超過5秒），如果一次啟動沒有成功，請間隔5秒以上。

7、啟動成功后應(yīng)先將負(fù)極夾取下。

8、將汽車啟動電源紅色正極夾從電瓶正極取下。

9、電池使用完畢，請充電。
 

汽車應(yīng)急啟動電源自身充電
 

充電請使用商家隨機(jī)匹配的專用充電器進(jìn)行充電。在首次使用時，請對本機(jī)進(jìn)行充電12小時以上，鋰聚合物電池平時一般4個小時可以充滿，并非像以前說的充的越久越好。免維護(hù)鉛酸蓄電池根據(jù)產(chǎn)品容量的不同，需充電的時間也會有所不同，但充電時長相較鋰聚合物電池長。
 

鋰聚合物電池類充電步驟
 

1、將隨機(jī)附送的充電連線母頭插入應(yīng)急啟動電源的充電連接口，并確認(rèn)牢固。

2、將充電器插入市電插座（220V），并確認(rèn)牢固。

3、此時充電指示燈會點亮，表示充電正在進(jìn)行。

4、充電完成后，指示燈關(guān)掉，檢測電池電壓達(dá)到要求，即表示充滿。

5、充電時長不要大于24小時。
 

免維護(hù)鉛酸蓄電池類充電步驟
 

1、將隨機(jī)附送的充電連線母頭插入應(yīng)急啟動器充電連接口，并確認(rèn)牢固。

2、將充電器另一端插入220V的市電插座，并確認(rèn)牢固。

3、此時充電指示燈會點亮，表示充電正在進(jìn)行。

4、待到指示燈亮綠燈之后，表示充電完成。

5、首次使用，建議長時間充電。
 

循環(huán)使用
 

為了達(dá)到汽車啟動電源的最大使用壽命，建議將本機(jī)保持80%以上的電量存放，如果電源長時間處于虧電狀態(tài)，電源的壽命會有所縮短。如果長期不使用，請保證每3個月充放電一次。
 

汽車應(yīng)急啟動電源設(shè)計的基本原則
 

大多數(shù)汽車的電源架構(gòu)在設(shè)計時都要遵循最基本的原則，雖然汽車應(yīng)急啟動電源的工作原理大家都清楚，但卻不代表每個設(shè)計師都對它的基本原則有很透徹的了解。以下是汽車電源架構(gòu)在設(shè)計時需要遵循的六項基本原則：
 

1、輸入電壓VIN范圍
 

12V電池電壓的瞬變范圍決定了電源轉(zhuǎn)換IC的輸入電壓范圍典型的汽車電池電壓范圍為9V至16V，發(fā)動機(jī)關(guān)閉時，汽車電池的標(biāo)稱電壓為12V；發(fā)動機(jī)工作時，電池電壓在14.4V左右。但是，不同條件下，瞬態(tài)電壓也可能達(dá)到±100V。ISO7637-1行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)定義了汽車電池的電壓波動范圍。除了ISO7637-1，還有一些針對燃?xì)獍l(fā)動機(jī)定義的電池工作范圍和環(huán)境。大多數(shù)新的規(guī)范是由不同的OEM廠商提出的，不一定遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。但是，任何新標(biāo)準(zhǔn)都要求系統(tǒng)具有過壓和欠壓保護(hù)。
 

2、散熱考慮：散熱需要根據(jù)DC-DC轉(zhuǎn)換器的最低效率進(jìn)行設(shè)計
 

空氣流通較差甚至沒有空氣流通的應(yīng)用場合，如果環(huán)境溫度較高(＞30℃)，外殼存在熱源(＞1W)，設(shè)備會迅速發(fā)熱(＞85℃)。例如，大多數(shù)音頻放大器需要安裝在散熱片上，并需要提供良好的空氣流通條件以耗散熱量。另外，PCB材料和一定的覆銅區(qū)域有助于提高熱傳導(dǎo)效率，從而達(dá)到最佳的散熱條件。如果不使用散熱片，封裝上的裸焊盤的散熱能力限制在2W至3W(85℃)。隨著環(huán)境溫度升高，散熱能力會明顯降低。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓(例如：3.3V)輸出時，線性穩(wěn)壓器將損耗75%的輸入功率，效率極低。為了提供1W的輸出功率，將會有3W的功率作為熱量消耗 掉。受環(huán)境溫度和管殼/結(jié)熱阻的限制，將會明顯降低1W最大輸出功率。對于大多數(shù)高壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，輸出電流在150mA至200mA范圍時，LDO能夠提供較高的性價比。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓(例如：3.3V)，功率達(dá)到3W時，需要選擇高端開關(guān)型轉(zhuǎn)換器，這種轉(zhuǎn)換器可以提供30W以上的輸出功率。這也正是汽車電源制造商通常選用開關(guān)電源方案，而排斥基于LDO的傳統(tǒng)架構(gòu)的原因。
 

3、靜態(tài)工作電流(IQ)及關(guān)斷電流(ISD)
 

隨著汽車中電子控制單元(ECU)數(shù)量的快速增長，從汽車電池消耗的總電流也不斷增長。即使當(dāng)發(fā)動機(jī)關(guān)閉并且電池電量耗盡時，有些ECU單元仍然保持工 作。為了保證靜態(tài)工作電流IQ在可控范圍內(nèi)，大多數(shù)OEM廠商開始對每個ECU的IQ加以限制。例如歐盟提出的要求是：100μA/ECU。絕大多數(shù)歐盟 汽車標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定ECU的IQ典型值低于100μA。始終保持工作狀態(tài)的器件，例如：CAN收發(fā)器、實時時鐘和微控制器的電流損耗是ECU IQ的主要考慮因素，電源設(shè)計需要考慮最小IQ預(yù)算。
 

4、成本控制：OEM廠商對于成本和規(guī)格的折中是影響電源材料清單的重要因素
 

對于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，成本是設(shè)計中需要考慮的重要因素。PCB類型、散熱能力、允許選擇的封裝及其它設(shè)計約束條件實際受限于特定項目的預(yù)算。例如，使用4層板FR4和單層板CM3，PCB的散熱能力就會有很大差異。

項目預(yù)算還會導(dǎo)致另一制約條件，用戶能夠接受更高成本的ECU，但不會花費時間和金錢用于改造傳統(tǒng)的電源設(shè)計。對于一些成本很高的新的開發(fā)平臺，設(shè)計人員只是簡單地對未經(jīng)優(yōu)化的傳統(tǒng)電源設(shè)計進(jìn)行一些簡單修整。
 

5、位置/布局：在電源設(shè)計中PCB和元件布局會限制電源的整體性能
 

結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路板布局、噪聲靈敏度、多層板的互連問題以及其它布板限制都會制約高芯片集成電源的設(shè)計。而利用負(fù)載點電源產(chǎn)生所有必要的電源也會導(dǎo)致高成本，將眾多元件集于單一芯片并不理想。電源設(shè)計人員需要根據(jù)具體的項目需求平衡整體的系統(tǒng)性能、機(jī)械限制和成本。
 

6、電磁輻射
 

隨時間變化的電場會產(chǎn)生電磁輻射，輻射強度取決于場的頻率和幅度，一個工作電路所產(chǎn)生的電磁干擾會直接影響另一電路。例如，無線電頻道的干擾可能導(dǎo)致安全氣囊的誤動作，為了避免這些負(fù)面影響，OEM廠商針對ECU單元制定了最大電磁輻射限制。

為保持電磁輻射(EMI)在受控范圍內(nèi)，DC-DC轉(zhuǎn)換器的類型、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、外圍元件選擇、電路板布局及屏蔽都非常重要。經(jīng)過多年的積累，電源IC設(shè)計者研究出了各種限制EMI的技術(shù)。外部時鐘同步、高于AM調(diào)制頻段的工作頻率、內(nèi)置MOSFET、軟開關(guān)技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)等都是近年推出的EMI抑制方案。