汽车行驶记录仪的电源选择与设计

王沛禹 ，高 松

（1. 山东理工大学交通与车辆工程学院，山东 淄博 255012；2. 日照职业技术学院现代汽车学院，山东 日照 276826）

汽车行驶记录仪是对车辆行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其它信息进行记录、存储并通过接口实现输出的数字式电子记录装置。汽车行驶记录仪一般采用单片机等作为控制芯片，包括电源模块、时钟模块、数据采集与处理模块、数据存储模块、通信模块、人机对话模块、抗干扰模块等。其中电源模块是整个系统稳定正常工作的重要前提。因此，有必要对其供电电源进行合理设计，以保证汽车行驶记录仪发挥其功能。

1 车载电源供电质量影响因素及转换模式选择

目前汽车电源电压有＋12 V、＋24 V和＋36 V 3种，其中我国汽车电源主要采用＋12 V和＋24 V两种。汽车行驶记录仪一般要求的电源是＋5 V和＋3.3 V，＋5 V电源为单片机等供电，为主电源，＋3.3 V为数据存储器供电，为辅助电源。实现＋12 V、＋24 V电源到＋5 V、＋3.3 V的DC－DC转化方式常见方法有线性稳压变化和开关电源。一般设计者多习惯采用线性稳压器件（如78xx系列三端稳压器件）作为电压调节和隐压器件来将较高的直流电压转变 MCU所需的工作电压。线性稳压电源具有稳定性高、电路简单的优点，但是也有体积笨重、效率较低的缺点。开关电源是采用脉宽调制的原理，使调整管工作在饱和或截止状态，在电源内部吸收或抑制输入端的绝大多数干扰，不会对输出端产生影响，具有效率高、发热量小、稳定可靠的优点，但设计要比线性稳压器复杂。综合考虑到汽车行驶记录仪的体积、能耗和瞬时尖峰干扰对供电质量的影响等，该记录仪主供电模块（＋5 V）不宜采用线性稳压电源，辅助电源（＋3.3 V）可以考虑采用该方案，也可采用开关电源。

2 电源设计

本文采用LM2576为核心的开关稳压电源来设计主电源。本系统选用LM2576－5.0和LM2576－3.3为电源芯片，将汽车的电瓶直流电源转化成系统电路正常工作所需要的＋5 V和＋3.3 V两种。

图1 LM2516的＋5 V输出电路图

电感Ll的选择要根据LM2576的输出电压、最大输入电压、最大负载电流等参数选择，首先，依据如下公式计算出电压：

微秒常数（E·T）：

E·T＝（Vin－Vout）×Vout/Vin×1000/f（V. μS）

上式中，Vin是LM2576的最大输入电压，Vout是LM2576的输出电压，f是LM2576的工作振荡频率值（52 kHz）。E·T确定之后，就可参照LM2516数据手册所提供的相应的电压·微秒常数和负载电流曲线来查找所需的电感值了（100μH）。而输出＋3.3 V的电路与输出＋5 V的电路相同，只需将电路中的LM2576－5芯片替换为LM2576－3.3芯片，其他元件相同。

根据汽车行驶记录仪国标要求，需要考虑电源的极性反接试验电压。本设计采用二极管电路桥，如图 2，无论输入电源的正极J1的左端还是右端，都能保证电源输出端J2得到的都是正极。

图2 电源极性反接保护电路图

最后考虑过电压试验。由于LM2576芯片的的输入电压范围是1.23～37 V（HV型为57 V），所以能够适合国标规定的过压要求，保证了汽车行驶记录仪的过压工作条件下的正常工作。

另外，在设计汽车行驶记录仪电源时，为消除车载不稳定电源的影响，除了采取稳压滤波技术外，还可采取电源冗余技术。例如车辆起动瞬间，蓄电池电压会迅速降低，对记录仪产生很大的拉电流，使其产生欠压复位。如果采用附加电池作为冗余电源，则能保证记录仪的正常工作，电压不受影响。

3 结束语

采用LM2576设计的电源经过极性反接、过电压试验改进后能够稳定提供系统所需电源，电路比较简单，工作稳定，抗干扰能力强，十分适合汽车行驶记录仪的工作环境和特点，因此，在汽车行驶记录仪中具有很好的应用价值。