APCUPS电源由于燃料价格不断上涨,以及排放标准越来越高,汽车OEM厂商正在寻找和推广与环保驾驶相关的解决方案。这些解决方案从仪表盘上带有驾驶提示的 “生态”灯或者标志,一直到在日本通过远程信息处理系统实现的复杂实时驾驶模式比较。
OEM厂商或者配件市场的导航解决方案,目前正在导航系统中提供环保的、节省燃料的路线,将之作为计算路线时考虑的因素之一,而不是简单地搜寻距离目的地最快或者最短的路线。奥迪最近宣布了一个项目,将把交通基础设施纳入考虑范围之内,以最大限度地提高燃料效率。
与欧洲和亚洲相比,北美市场在这方面表现落后。底特律汽车厂商主要专注于动力总成技术,如混合动力或电池驱动的电动汽车,如Chevrolet Volt,而不太重视把节油提示放入信息娱乐系统或者油门踏板上面。北美OEM厂商尚未宣布一项通过导航路线或者提示司机节油驾驶的环保技术。
APCUPS电源驾御绿色潮流
虽然多年以来司机一直能够通过仪表板了解加仑英里(MPG)信息,但OEM厂商现在追随绿色潮流,重新利用“生态”标签包装这些信息,并向其客户推介。
2009起亚Lotze是韩国第一款仪表板上带有环保驾驶系统的国产汽车,它的仪表板利用颜色代码显示驾驶状态,帮助司机降低油耗。该系统类似于日产和本田等日本OEM厂商的解决方案。
例如,新一代本田Accord的环保驾驶系统在仪表板上配置了生态灯。引擎的引擎控制单元(ECU)计算转速(RPM)信息、可变气缸信息和扭矩MPG信息,当汽车处于最节油状态时生态灯就会发光。
起亚的系统也通过其ECU测量加速度和RPM。最耗油状态用红色显示,不太耗油的状态用白色显示,绿色表示生态驾驶模式。当发动机转速在加速过程中超过2000时,生态灯就会变成红色。起亚表示,一直处于绿色生态模式时,最多可以节油30%。
日本日产汽车更进一步,本周推出了名为“生态踏板”(Eco Pedal)的新型环保驾驶(Eco Drive)功能,这是全球第一个通过调节油门踏板上面的背压来主动监控燃料消耗和鼓励提高加速效率的系统。
环保驾驶实时监控燃料经济和驾驶模式。如果系统检测到轿车能够更适当地驾驶以延长行驶里程,就在仪表板上闪烁警告信号并提高油门踏板背压。该系统然后根据平均燃料消耗和自动变速器性能计算出背压和警告频率。
生态踏板是日产于2008年2月启动的Eco Drive计划的组成部分。如果与日产的Carwings远程通信服务相连,Eco Drive就能评测出司机相对于其他Carwings用户的燃料效率。
据日产Carwings代表在2008年日内瓦汽车沙龙期间举办的全网络轿车研讨会上介绍,来自探测数据的生态驾驶参数对日本司机非常有吸引力,通过车辆信息与通讯系统(VICS)和探测数据,它不但能够通过避开拥堵节省时间,而且能够通过利用整体与个人数据修正驾驶行为来节省燃料和保护环境。
Carwings生态驾驶功能为司机提供了一个生态仪表,允许在线检测个人驾驶结果和节省燃料情况,然后与其他司机进行对比,并且能够提出改进驾驶方式的建议,以进一步节省燃料。日产发现,效率可以改善16.3-18.9%,具体取决于该系统的用户的车型。
使用600 V GaN Cascode的三大优势是:
1. APCUPS电源具有卓越的体二极管特性:级联建立在低压硅技术上,且反向恢复特别低;
2. 容易驱动:设计人员可使用像普通MOSFET一样的传统门极驱动器,采用电压驱动,且驱动由低压硅MOSFET的阈值电压和门极电荷决定;
3. 高可靠性:通过长期应用级测试,且符合JEDEC行业标准(通过标准为:0个击穿、最终的漏电流低于规格门限、导通阻抗低于规格门限)。
PFC能效测试曲线
在许多现有电路拓扑中,Cascode GaN比Si提供更高能效。如图2所示,在连续导电模式(CCM)升压PFC拓扑中,在200 KHz和120 Vac输入的条件下,Cascode GaN较超结合Si(SJ Si)提升近1%的效率,随着频率的升高,GaN的优势更为明显。
图2:CCM 升压PFC 在200 kHz 和120 Vac 输入
采用GaN还使得图腾柱(Totem Pole)电路成为可能,较传统CCM升压PFC提供更高能效。
图3:传统CCM升压FPC vs. 图腾柱电路
设计注意事项
采用GaN设计电源时,为降低系统EMI,需考虑几个关键因素:首先,对于Cascode结构的GaN,阈值非常稳定地设定在2 V,即5 V导通, 0 V关断,且提供± 18 V门极电压,因而无需特别的驱动器。其次,布板很重要,尽量以短距离、小回路为原则,以最大限度地减少元件空间,并分开驱动回路和电源回路,而且需使用解调电容。对于硬开关桥式电路,使用磁珠而不是门极电阻,不要用反向二极管,使用解调母线电容。
此外,必须使用浪涌保护器件,并通过适当的散热确保热性能,并行化可通过匹配门极驱动和电源回路阻抗完成,当以单个点连接时,要求电源和信号元件独立接地。
第一个需要考虑的因素便是确定预期输出电压。最为简单的线性稳压器拥有一个固定的输出电压范围,其由和图 1 所示 R1/R2 网络相类似的内部连接确定。可调稳压器可能会有四个引脚:Vin、Vout、接地引脚和调节引脚。调节引脚是用来调节电压设置电阻。
图 1 基本的线性稳压器三端可调稳压器的输出电压如图 2 所示
环保驾驶
象亚洲汽车OEM厂商一样,菲亚特也在积极推动环保驾驶,它所采取的方式不那么便利,但更符合生态计划,而不是提高燃料效率。它最先在法兰克福的2007 IAA上亮相,基于菲亚特Blue&Me的系统记录每次行程的燃料消耗与排放情况。这些数据记录在一个USB笔式驱动器上面,可以在家用电脑上面进行分析。
EcoDrive软件向司机提供轿车详细的环境性能,包括二氧化碳排放水平。它分析司机的驾驶风格,然后提供关于如何调整风格以降低碳排放的提示与建议。
由于这个特殊的解决方案基于Blue&Me系统,它极有可能布署在整个菲亚特集团的所有汽车之中,包括Alfa Romeo和Lancia。
同时,奥迪宣布推出一种新的应用,允许司机不仅能够选择最快或者时间最短路线,而且是燃料效率最高的路线。奥迪的高层介绍,通过尽可能地避开上坡、市区道路和停车灯,总体油耗可以最多降低5%。奥迪最近宣布,该功能将首先应用于它的下一代多媒体界面(MMI)中的导航系统,出现在A8、A6和Q5车型之中。