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电池低温启动的问题

1. 电池或电源问题原因：电池在低温环境下放电能力降低，内阻增大，可能导致设备供电不足。电源管理电路无法正常启动或供电电压偏低。我们设备采用锂电池，锂电池在低温时候放电能力急剧下降。锂电池的电解液负责锂离子的传导，在低温下，电解液的粘度会增加，甚至可能部分结晶化，导致锂离子的迁移率显著下降。这种传输能力的降低会直接影响电池的内阻增大，使得电池的放电能力减弱。解决措施：使用低温性能优异的电池（如锂亚硫酰氯电池或特殊锂离子电池）。测试供电电路在低温环境下的输出是否稳定，必要时优化电源设计。增加加热器或电池保温措施。我们先定位问题，由于是室外移动设备。我们采取给怀疑的电源模块贴暖宝宝的方式，看能否改善，先锁定聚焦具体的问题点；同时在杭州实验室用高低温温箱同步实验，看电源模块是否有问题。 2. 电容器特性退化原因：常规电解电容器在低温下等效串联电阻（ESR）增加，导致滤波效果变差。陶瓷电容的温度特性可能使电容值下降。解决措施：替换为宽温度范围（如 -55°C 至 +125°C）的低温专用电容器。优化电源滤波电路以适应低温特性。增强电容滤波特性，增加设计余量，考虑低温情况下，电容容值和ESR变化带来的影响，以及选择更大容值，或者更低ESR电容。 3. 振荡电路启动失败原因：晶体振荡器在低温下起振困难或频率漂移。晶体参数与电路不匹配，导致低温下的振荡裕度不足。解决措施：使用宽温晶体振荡器或增加起振电路的裕度。在低温环境下测量振荡信号，并调整匹配电容值。 4. 半导体器件性能下降原因：半导体器件的阈值电压随温度变化，低温下可能导致MOSFET或BJT无法正常导通。放大器的偏置点可能偏移，导致工作点异常。解决措施：选择适合低温工作的半导体器件（标明工作温度范围）。调整电路设计，确保器件在低温下的工作点正常。这种情况是比较多大。二极管的低温特性特性变化：正向压降增大：二极管的正向压降（Vf）随温度降低而增加，每降低 1°C，典型值增大约2−2.5mV。在低温下，正向压降过高可能导致电路无法正常导通。反向漏电流减小：低温会降低少子浓度，反向漏电流显著减小，有利于减小反向功耗。针对这个特性来说，高温容易出问题。开关速度变化：开关速度可能受影响，尤其是高速肖特基二极管，因载流子存储效应变慢。解决措施：选择正向压降更低的器件（如低温特性更好的肖特基二极管或快速恢复二极管）。增加电路的驱动裕量，确保二极管在低温下仍能导通。验证开关频率与二极管的反向恢复时间匹配。三极管（BJT）的低温特性特性变化：增益变化：三极管的直流增益（hFE）在低温下减小，这是由于少子寿命缩短导致的。低增益可能导致放大器性能下降，或开关电路驱动不足。 V_BE 电压升高：基-射极电压（VBE）随温度降低而增加，约2mV/°C 如果驱动电压不足，可能导致器件无法完全导通。饱和电压降低： VCE(sat)（饱和压降）通常会降低，有利于开关损耗减小。解决措施：调整偏置电阻值或选择宽温增益稳定的器件。增加驱动电压裕量以应对VB增高问题。对开关电路，测试是否在低温下仍能进入完全饱和状态。 MOSFET 的低温特性特性变化：阈值电压Vth增加： MOSFET 的开启阈值电压Vth随温度降低而增加，这可能导致低栅压驱动的电路无法导通。导通电阻RDS(on)减小：低温下载流子迁移率增加，使RDS(on)减小，导通损耗降低。开关特性变化：栅极电容的特性可能随温度改变，影响开关速度。雪崩耐量提高：在低温下，MOSFET 的雪崩电流能力（耐压能力）通常增强。解决措施：选择阈值电压较低的 MOSFET（如适合低温工作的逻辑级 MOSFET）。测试栅极驱动能力是否足够，以确保 MOSFET 在低温下能完全开启。针对高速开关电路，优化驱动电路的电容匹配。 5. 机械与连接问题原因：热膨胀/收缩效应导致机械连接松动或接触电阻增大。 PCB设计中，某些焊点在低温下产生微裂纹，导致接触不良。解决措施：检查和优化PCB工艺，确保焊点质量。使用宽温范围的连接器或焊接材料。 6. 软件/固件启动逻辑问题原因：系统在低温下的时序或复位逻辑异常，可能是由时钟源或电源稳定性引起。低温下 ADC 或其他关键传感器读取值异常，导致错误判断。解决措施：调整初始化逻辑，增加对关键时序的监控和恢复。校准温度传感器，增加低温下的异常检测和容错机制。 7. 其他外部因素原因：冷凝水或霜冻短路电路。低温导致材料变脆，可能引发机械损坏。解决措施：在低温环境下进行防潮设计，如涂覆防护漆。对设备进行严格的低温机械性能测试。

2024-12-19 188浏览
什么是NTC热敏电阻？

▼关注下方公众号了解更多▼ 从事电子行业的朋友们，应该对热敏电阻不陌生吧！那么笔者在这里抛出一个问题：你知道NTC热敏电阻是什么吗？百度百科上给的定义是：热敏电阻是一种传感器电阻，其电阻值随着温度的变化而改变。按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC thermistor，即 Positive Temperature Coefficient thermistor）和负温度系数热敏电阻（NTC thermistor，即 Negative Temperature Coefficient thermistor）。正温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻器的电阻值随温度的升高而减小。它们同属于半导体器件。 NTC热敏电阻（图片来源：网络）大家可以看到，NTC热敏电阻是热敏电阻的一部分，其电阻值是随着温度的升高而减小的，英文就用“negative”指代，而negative这个词的意思是消极的、否定的、阴性的，放在热敏电阻这个语境当中指的就是下降的，这样就明白了为什么它叫做NTC热敏电阻。明白了NTC热敏电阻的性质，我们就可以把它应用在多种场合当中，这其中温度检测和温度补偿是用的比较多的。关注公众号：硬件笔记本举个例子，使用晶体管或晶振的电子电路的工作情况，因温度变化而会稍稍不稳定，此时，通过将电阻值会随温度上升而下降的NTC热敏电阻嵌入电路中，便可保持电路稳定工作了。而关于NTC热敏电阻的分类，则可分为盘式、SMD、玻璃封装二极管、树脂封装被膜线等形状，作为温度保护器件嵌入到电路中的，则是通过积层工艺制造的SMD形状贴片NTC热敏电阻。笔者将其简称为贴片NTC热敏电阻。现在我们来看看它有哪些具体应用。一、智能手机/平板当中的温度检测与温度补偿智能手机或平板中，会使用多个NTC热敏电阻，用于温度检测以及温度补偿。其使用实例如下图所示：智能手机/平板NTC热敏电阻(温度检测/温度补偿)的主要使用示例（图片来源：网络）其基本电路是与NTC热敏电阻以及固定电阻进行串联的分压电路。CPU及功率模块等安装在发热部位附近的NTC热敏电阻，其电阻值会随温度上升而下降，因此分压电路的输出电压会发生变化。该变化输送至微控制器后，将会保护电路元件免受过热造成的影响，或者也可进行温度补偿。温度检测/温度补偿基本电路（图片来源：网络）二、移动设备电池充电中的温度检测智能手机等移动设备的电池组中（锂离子电池）除了+端子与-端子之外，还有另外一个端子----T端子。是用来温度监测的，其内部也搭载有NTC热敏电阻。在电池温度上升时，NTC热敏电阻的温度也会随之上升，从而电阻值会下降，当超过上限充电温度时，充电控制IC将会停止充电。下图为基本的电路示例。电池组内的保护IC会测量电池电压，从而防止过充电或过放电。在快速充电等要求充电控制更为精准的情况时，将会使NTC热敏电阻与充电控制IC进行连接，从而用于测量环境温度。移动设备电池充电中的温度检测（图片来源：网络）三、微控制器的温度检测由于智能手机等微控制器需要确保工作的可靠性，因此需要保护其免受过热所带来的影响。下图为组合了NTC热敏电阻与固定电阻的微控制器温度保护电路示例。微控制器的温度检测（图片来源：网络）由上图所示，NTC热敏电阻由固定电阻RS与分压电路构成。若流过过度的电路，NTC热敏电阻温度将会上升，电阻值将会下降，从而将抑制微控制器的驱动电压。使用的电路元件为小型SMD贴片式的NTC热敏电阻以及电阻器，因此直接贴装于电路基板或发热部上，即可起到有效的温度保护作用。四、LED照明系统的温度检测 LED照明，大家应该都不陌生吧！我们要明白的是，虽然LED照明耗电量低、寿命长，但根据不同的使用方法，会出现寿命缩短、发光效率降低等情况。关注公众号：硬件笔记本这是什么原因呢？原来，LED器件中作为发光层的半导体PN接合面会发热，该温度称为接合温度。流过LED的电流变大时，亮度将会提高，发热量也会随之增加，从而接合温度将会变高，寿命将会缩短；若接合温度过低时，发光效率将会下降，从而亮度将会降低。为此，为了发挥LED的最大效率，需要以最佳温度进行工作。这就需要NTC热敏电阻大显身手了。通过将NTC热敏电阻嵌入电路，并与LED进行热耦合后，便可作为简易温度保护电路进行工作。若与最佳工作温度存在偏差，则会以NTC热敏电阻的电阻变化形式表现出来，此时将会对流过LED的电流进行补偿。最终将会在降低LED电力损耗的同时，实现长寿命化。 LED照明系统的温度检测

2024-12-06 91浏览
拆解宁德时代BMS电流采样模块

前面学习问界M5的BMS硬件设计时，聊到其使用的电流采样方案（如下图），是一个单独的电流采样模块（CSU）；实际上CATL的这套BMS方案不仅用在问界上，其他很多主机厂也有使用，例如理想等，今天就单独把这个电流采样模块学习总结下。 CATL的这套电流采样方案是采用霍尔传感器与CSU+SHUNT两条采样路径，这样做是为了实现更高的功能安全等级。霍尔传感器先看下此霍尔传感器，是来自于LEM的HAH1DRW 1500S系列产品，它是基于开环霍尔原理，输出电压信号。具体使用方法如下图（来自于LEM官网）：BMS需要给其供电，并检测开环霍尔返回的电压信号；其使用单电源5V供电即可，输出的offset为2.5V，当电流方向不同时，输出会基于offset上下2V左右变化。此开环霍尔的采样精度如下表（来自于LEM官网），最大达到3.25%，所以此开环霍尔一般是用于冗余采样对比，不会用于SOC的计算。 CSU 接下来看下电流采样模块（CSU），如下图所示：产品尺寸大概为85mm*78mm*25mm，分为上下两部分壳体，塑料材质，呈黑色；对外有两个连接器，贴片封装。取走上盖如下图：单板看起来也比较清晰，四角用螺钉固定。直接看下这个PCBA板，T面如下：尺寸大概为73mm*67mm*10mm，1.6mm厚，猜测是4层板；单板上所有器件都有涂覆三防漆，对外有只两个连接器，一个4PIN，一个5PIN；单板上最小器件封装为0603。 B面如下图：可以发现B面虽然没有布置任何器件，但主要区域也涂覆了三防漆。然后看下这个单板的功能模块划分，如下图：也比较清晰，左侧为高压采样电路，主要是电流采样功能，右侧是低压电路，主要是供电与通信；其对外为CAN通信，通过纳芯微的数字隔离芯片连接到高压电路的MCU，此MCU型号为NXP的MM9Z1J638BM2EP，这个芯片之前在介绍MODEL S Plaid的小电池BMS时有学习过，这里不赘述。隔离电源是常见的推挽电源方案，高压两端有安规电容跨接，用于解决EMC问题，并使用了两个串联。 SHUNT 最后，使用的SHUNT如下图，是带有PCB小板的类型，板上有个5PIN的连接器，其中2PIN用于NTC，2PIN用于电流采样，剩下中间的1PIN是地线；这个地方注意下NTC的布置位置，这里是布置在最中心处，对应温度最高点。 PCBA的表面器件都有涂覆三防漆，NTC封装为0603，电容封装为0805，连接器为贴片类型，可能来自于MOLEX；PCB厚度为1.6mm。最后，此SHUNT尺寸为8436、4mm厚度，25uΩ，可能来自于厂家乾坤，外表面镀锡。总结：夜深了，刚码完字，睡觉；以上所有，仅供参考。

2024-11-22 132浏览
NTC热敏电阻有什么作用？

NTC（Negative Temperature Coefficient），也是我们常叫的热敏电阻，随着温度上升电阻呈指数关系减少，具有负温度系数的热敏电阻现象和材料。 NTC热敏电阻利用锰、铜、硅、钴、镍、锌等两种或两种以上的金属氧化物进行充分混合、成型、烧结等工艺而成的半导体陶瓷。 1、NTC热敏电阻有什么作用？ NTC热敏电阻广泛应用在开关电源、模块电源、温度传感器、电源、电子整流器、自动调节加热、电路保护等场所，其体积小，功率大，使用在电源电路上主要作业时抑制浪涌电流（也称突波电流），一般串联在输入电路中，它有一个额定的零功率电阻值，当串联在电源回路中，可以有效抑制开机的浪涌电流，并且消耗功率几乎可以忽略不计。通常在开关电源接通时，会有高峰值的浪涌电流给滤波电容充电，从而给装置充电。这些浪涌电流会对电容的使用寿命产生影响，并损坏电源开关的触点货破坏整流二极管，因此，热敏电阻就是最好的解决措施。 2、NTC异常时有什么现象？ NTC热敏电阻属于灵敏元件的一类，在使用NTC热敏电阻出现故障的时候，它会有怎样的表现呢？使用NTC热敏电阻的经验累计，主要分为以下三种: (1) NTC热敏电阻短路/开路在NTC热敏电阻电路中，当电路电流高于标准值，或额定功率长时间高于电阻时，会使热敏电阻的温度高于设定值，所有在电流启动时，热敏电阻会表现出相当低的电阻，然后热敏电阻将被烧毁，导致开路或短路。 (2) NTC热敏电阻开裂在电路电流开始运作时，可能导致瞬间大的能量加载到热敏电阻中，如果NTC热敏电阻在生产的时候制程或工艺上出现瑕疵，那么NTC热敏电阻可能无法承受然后损坏，一般情况下，NTC热敏电阻会表现出高的阻值或直接开裂。 (3) NTC热敏电阻阻值偏移 NTC热敏电阻是对热灵敏的半导体元件，如果IR回流焊、波峰焊，及其他焊接，又或是返工、烘烤等。超过一定的温度和时间，热敏电阻也容易损坏，导致阻值偏移，这个异常下的NTC热敏电阻的阻值可能变大或变小。免责声明：本文转自网络，版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请及时与我们联系，谢谢！

2024-09-13 520浏览
汽车主要传感器的安装位置及作用

传感器在汽车自动控制中的作用越来越重要，应用越来越广泛，本期将为大家介绍汽车上可能用到的各种类型传感器及其作用。 1、空气流量传感器空气流量传感器的作用是把吸入发动机的空气量转换成电信号提供给电子控制单元（ECU），是确定基本喷油量的主要依据。翼片式：翼片式空气流量传感器属于体积流量型，该传感器结构简单、成本低，但由于其运动件翼片占据进气道的大量面积，从而降低了进气系统的流动性，增大了进气阻力，故现在已经较少使用。卡门漩涡式：卡门漩涡式空气流量传感器属于体积流量型，在丰田、三菱汽车上应用较多。该传感器具有体积小、重量轻、无磨损、进气道简单、进气阻力小、检测精度高、响应较快等特点，但成本较高，多用于高档轿车上。热线式：热线式空气流量传感器属于质量流量型，可以直接检测进气空气的质量流量，不需要对进气温度与大气压力进行修正。由于该传感器没有运动件，进气阻力小、响应特性较好，可正确检测出急减速时空气的进气量，故应用较广泛。热膜式：热膜式空气流量传感器属于质量流量型，由美国通用公司开发研制，在通用与日本五十铃公司生产的车辆上被广泛应用。该传感器的工作原理和热线式传感器基本相同，仅是把发热体的热线改成热膜（由发热金属铂固定在薄的树脂膜上构成）。这种结构可使发热体不直接承受空气流动所产生的阻力，从而使强度增加，也提高了工作时的可靠性。 2 发动机温度传感器发动机温度传感器的作用是把气体或液体的温度变化情况转换成电信号提供给ECU。水温传感器：安装在气缸体上，用于检测发动机冷却水的温度信息，并将该信息转换为电信号后提供给发动机电子控制单元（ECU）。进气温度传感器：发动机进气温度传感器在L型EFI系统中安装在空气流量传感器上，而在D型EFI系统中则安装在空气滤清器的外壳内或稳压罐内，为发动机电子控制单元（ECU）提供发动机进气温度的信息。燃油温度传感器：用于柴油发动机电子控制分配泵燃油喷射系统中，用于向发动机电子控制单元（ECU）提供燃油温度的信息，以便实现喷油量的精确控制。 3 位置及速度传感器节气门位置传感器、曲轴位置传感器、车速传感器、加速踏板位置传感器用于为ECU提供各种位置信息。节气门位置传感器：节气门位置传感器安装在节气门体上，可同时将节气门开度、怠速、大负荷等信息转换成电信号后提供给ECU。节气门位置传感器有线性输出型与开关量输出型两种。相比较而言，后者检测性能较差，但结构简单，价格便宜。有的EFI系统同时安装了上述两种类型的节气门位置传感器，用开关量输出型传感器检测发动机怠速与全负荷状态；而使用线性输出型传感器来检测全程节气门的开度。曲轴位置传感器：用于向ECU提供发动机曲轴转角位置信号、活塞行程位置信号以及发动机转速信号。有磁电式、光电式与霍尔式三种类型。前两种通常安装在分电器内和分电器一起转动，后一种安装在曲轴前端。由于磁电式传感器与霍尔式传感器抗干扰能力强、高速时识别能力好，故被广泛应用。车速传感器：安装在变速器输出轴或主减速器上，为电子控制单元（ECU）提供汽车速度信号，该传感器的结构、原理与曲轴位置传感器十分相似。加速踏板（油门踏板）位置传感器：通常用于直喷式发动机上，为ECU提供负荷大小，负荷范围，加、减速的信息，ECU根据这些信息来决定发动机燃烧成层区（直喷式发动机的燃烧形式有成层燃烧和均匀燃烧两种）的喷油量。 4 排气净化类传感器排气净化类传感器用于把排气中的有关信息转换成电信号提供给ECU。氧传感器：氧传感器有氧化锆式与氧化钛式两大类，安装在排气管上，用于向ECU反馈实际空燃比信号，以此将实际空燃比收敛于理论值附近的狭窄范围内，形成闭环控制。相比而言，氧化钛式氧传感器具有结构简单、体积小、成本低等特点，但其阻值随温度的变化发生变化时的程度较大，故在高温下使用时，通常都采取一定的温度补偿措施。废气再循环位移传感器：主要用于向电子控制系统提供废气再循环控制阀的开度信息，以便于对废气处理系统的工作情况进行相应的控制。压差传感器：安装在微粒捕捉器的下游，用于向电子控制系统提供微粒捕捉器压差信息，以便于适时地将微粒捕捉器中的微粒高温烧除，防止排气背压升高。 NOx传感器：用于向电子控制系统提供废气后处理系统中NOx的浓度信息，以便于对后处理SCR系统的工作情况进行相应的控制。排气温度传感器：通常安装在三元催化转化器附近，用于检测其工作温度，并将该信号转换为电信号后提供给电子控制系统。 EGR温度传感器：通常安装在EGR阀的下游，用于检测EGR的温度，并将该信号转换为电信号后提供给电子控制系统。 5 自动空调系统传感器自动空调系统使用的传感器除了温度传感器外，还有其他一些传感器。车内温度传感器：通常安装在仪表板下侧，是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器，用于向空调电子控制单元（ECU）提供车厢内的温度信号。车外环境温度传感器：车外环境温度传感器也是一种具有负温度系数特性的热敏电阻式温度传感器，通常安装在车辆前保险杠的下侧，用于向空调电子控制单元（ECU）提供车厢外部的温度信号。蒸发器温度传感器：通常安装在蒸发器壳体上，用于检测制冷装置内部温度的变化情况，并把检测到的信号提供给空调电子控制单元（ECU）。阳光辐射传感器：阳光辐射传感器是一种光敏二极管传感器，通常安装在汽车前挡风玻璃下方，用于将阳光辐射的程度转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。冷却剂流量传感器：冷却剂流量传感器通常安装在储液干燥器和膨胀阀之间，用于检测制冷剂的流量，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。压缩机锁止传感器：压缩机锁止传感器是一种磁电式传感器，通常安装在压缩机内部，用于检测压缩机的转速，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。烟雾浓度传感器：用于检测车厢内的烟雾程度，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU），ECU根据该信息会自动开启或关闭空气交换器，以保持车厢内空气的新鲜。湿度传感器：用于对汽车风窗玻璃的防雾和车厢内的湿度进行检测，并将该变化量转换为电信号后，提供给空调电子控制单元（ECU）。 6 液位传感器液位传感器的结构形式主要有浮子式、舌簧开关式、热敏开关式、可变电阻式、电极式（测量蓄电池）等多种。燃油液位传感器：用于检测燃油存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或燃油表，由有关系统来显示燃油量是否低于设定值。冷却液位传感器：用于检测冷却液存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或水位显示系统，由有关系统来显示冷却液的量是否低于设定值。制动液位传感器：用于检测制动液存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或制动液位显示系统，由有关系统来显示制动液的量是否低于设定值。蓄电池液位传感器：用于检测蓄电池内电解液存储量的多少，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路，由有关系统来显示电解液的量是否低于设定值。 7 油液压力传感器油液压力传感器的作用是把油液的压力变化情况转换成电信号提供给ECU。油轨燃油压力传感器：通常安装在柴油发动机共轨式电控燃油喷射系统的油轨上，用于检测油轨内燃油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给电子控制单元（ECU）。储油箱压力传感器：通常安装在燃油箱内部，用于检测燃油箱内部燃油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路。机油压力传感器：通常安装在发动机主油道内，用于检测机油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路。变速器油压传感器：通常安装在自动变速器输油泵内（或输出油道内），用于检测变速器油的压力，并将该变化量转换为电信号后，提供给相关电子控制系统或报警电路。 8 电控悬架、电控转向系统用传感器电控悬架用于改善车辆的平稳性，电控转向用于改善转向强度。前后悬架高度传感器：主要安装在电控悬架系统中，用于检测前后悬架的变形量，并将该变化量转换为电信号后，提供给悬架电子控制单元（ECU）。车身加速度传感器：主要安装在电控悬架系统中，用于检测车身的振动情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给悬架电子控制单元（ECU），以此间接地提供汽车行驶时的路面情况。车身位移传感器：主要安装在电控悬架系统中，用于检测车身相对于车桥的位移情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给悬架电子控制单元（ECU），以此反映车身的平顺性和车身高度的变化情况。转向盘转角传感器：主要安装在车辆电控转向系统中，用于检测转向盘的转角，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU），用于计算车身倾斜程度。转矩传感器：主要安装在车辆电控转向系统中，用于检测转向盘的转向负载转矩信号，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU）。偏航率传感器：用于检测、记录汽车绕垂直轴线运动情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU），以此来判断汽车是否在打滑。横向角速度传感器：用于检测汽车转弯时产生的离心率，并将该变化量转换为电信号后，提供给转向电子控制单元（ECU），以此来判断汽车通过弯道时是否打滑。 9 安全气囊、防撞系统用传感器安全气囊、防撞系统均属于车辆的安全保护系统，前者用于对人体的保护，后者用于对车辆和行人的保护。碰撞传感器：常见的碰撞传感器主要有机械式碰撞传感器、磁力式碰撞传感器、压电式碰撞传感器、应变片式碰撞传感器、压阻片式碰撞传感器和水银开关式碰撞传感器。碰撞传感器用于检测汽车碰撞时的信号，并将该信号提供给安全气囊ECU。安全传感器：用于检测汽车（碰）撞击的轻重程度，并将该信号提供给安全气囊ECU，起保险作用，防止气囊误张开。超声波测距传感器：通常安装在汽车后保险杠上，用于向车辆后方发射超声波，并把反射回来的超声波接收后转换为电信号提供给防撞控制ECU。角声呐（角雷达）传感器：通常安装在保险杠上，用于弥补超声波传感器存在的检测盲区的不足，并将检测到的信号转换为电信号后提供给防撞控制ECU。爆震传感器：爆震传感器主要有磁致伸缩式、共振型压电式、非共振型压电式等几种类型。该类传感器通常安装在发动机体上，用于将发动机振动的信号转换为电信号后，提供给发动机电子控制单元（ECU），以便检测爆震的发生时刻和幅度的大小。 10 制动、巡航、导航系统用传感器制动属于车辆的安全保护系统，巡航、导航属于车辆的舒适系统。制动压力开关传感器：用于检测制动管路中制动液的压力，并将检测到的信号转换为电信号后提供给电子控制系统或报警控制电路。制动灯开关传感器：用于检测制动灯电路的通断情况，并将检测到的信号转换为电信号后提供给电子控制系统或有关控制电路。距离传感器：用于检测汽车前后方障碍物以及与其他车辆之间的距离，并将检测到的信号转换为电信号后提供给防撞电子控制系统或有关控制电路。罗盘传感器：用于对地磁场的情况进行检测，并将检测到的信号转换为电信号后提供给导航电子控制系统或有关控制电路，供判断行车方向。陀螺仪传感器：用于检测汽车行驶的方向，并将检测到的信号转换为电信号后提供给导航电子控制系统或有关控制电路，以便自动记录数据。 11 压力、速度用传感器压力传感器主要有半导体压敏电阻式、电容式、膜盒传动的可变电感式和表面弹性波式等。前两种应用较为广泛，它们具有尺寸小、精度高、成本低、响应性能好、通用性强及检测范围广等特点。进气歧管绝对压力传感器：用在D型EFI系统中。与空气流量传感器不同的是，进气歧管绝对压力传感器采用的是间接测量方式，也就是依据发动机负荷变化测出进气歧管内绝对压力的相对值，进而测算发动机的进气量。增压压力传感器：通常安装在增压发动机上，用于检测涡轮增压器的工作情况，并将该变化量转换为电信号后，提供给电子控制单元（ECU），供ECU对喷油脉冲以及增压器压力的大小进行控制。气缸燃烧压力传感器：气缸燃烧压力传感器有两种：一种以燃烧室侧面为受压面的直接型传感器，英文缩写为PDS；另一种是紧固在火花塞上的垫圈形压力传感器，英文缩写为PGS。前者可实现燃烧室压力的线性检测，后者装配性好，适用于更高精度的爆震控制、断火检测等。气缸燃烧压力传感器用于向ECU提供气缸燃烧压力信号。控制系统从燃烧压力传感器可以获得大量信息，从而对发动机进行适时控制，如判断最佳点火时间与气门正时等。胎压检测传感器：胎压检测传感器采用温差补偿校正的方法，能够根据胎压、胎温、蓄电池电压的变化产生一系列的电子信号，并将其提供给ECU，适时测出胎压的高低。其工作压力最高可达1380kPa，工作温度为-40~125℃，精确率不低于1%。轮速传感器：用于检测车轮速度并将该信号提供给ABS的ECU，经处理后获得车速信号参数。轮速传感器通常安装在车轮、减速器或变速器上，一般利用电磁感应或光电感应原理获得信号。安装数量取决于系统布局与控制方式。减速度传感器：常用的减速度传感器主要有差动电压式减速度传感器与开关式减速度传感器两种。前者用车辆减速时滑动部件的运动检测出减速度信号，后者用车辆减速时惯性部件的移动位置感知减速度的大小。减速度传感器又称G传感器，用于检测车轮加速度或制动减速度，作为辅助信号用于阈值控制，并检测、控制低附着系数路面的制动过程。 12 其他传感器机油品质传感器：机油品质传感器采用陶瓷电容来检测机油介质的稳定性，以便提醒及时更换机油，减少发动机的磨损，延长其使用寿命。电动座椅传感器：通常安装在座椅下部四周，用于把座椅前后、高低信号提供给座椅电子控制系统，来对座椅的位置进行自动调整，并具有记忆功能。一般是由4个传感器构成，包括滑动位置传感器、前垂直位置传感器、后垂直位置传感器与倾斜位置传感器。前照灯远近光控制传感器：用于夜间汽车会车时，感受对面来车的光照强度，并将该变化量转换为电信号后，提供给前照灯电子控制系统，以便适时地对灯光进行变换，防止眩目。指纹传感器：主要应用在汽车的安全防盗系统中，用于鉴别合法的驾驶者，检测的出错率低于0.01%。本文来源:汽车维修技术与知识

2024-09-13 285浏览
PWM控制技术在现代电力系统中的应用

采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽...

2024-09-12 162浏览
PLC接线与NPN、PNP接近开关的电路控制图

PLC控制系统中，虽然接线工作占的比例较小，但它是编程设计的基础，只有接线正确后，才能顺利的进行编程工作。而要确保接线的正确性，就必须对PLC内部的输入输出电路有一个清晰的定位。直流输入电路如上图所示，为直流输入电路的一种形式（只画出一路输入电路）。当外部线路的开关闭合时，PLC内部光耦的发光二极管点亮，光敏三极管饱和导通，该导通信号再传送给处理器，从而CPU认为该路有信号输入：外界开关断开时，光耦中发光二极管熄灭，光敏三极管截止，CPU认为该路没有信号。如上图所示，可以看出交流输入电路与直流输入电路的区别：主要增加了一个整流的环节。交流输入的输入电压一般为AC120V或230V，交流电进过电阻R的限流和电容C的隔离，再经过桥式整流为直流电，其后工作原理和直流输入电路一样。从以上看出，由于甲流输入电路中增加了限流、隔离和整流三个环节。因此，输入信号的延迟时间要比直流输入电路的要长，这是其不足之处。但由于其输入端是高压电，因此输入信号的可靠性要比直流输入电路要高。漏型输入电路如上图所示，此时电流从PLC公共端（COM端或M端）流进，从而输入端流出，即PLC公共端外接DC电源的正极。如上图所示，此图只是画出了一路的情形，如果输入有多路，所有输入的二极管阳极相连，就构成了共阳极电路。三菱A系列PLC的AX40/41/42/50/60及Q系列的QX40/41/42等输入模块均属于漏型输入模块。如图3所示的电路也是源型输入电路的形式，此时，电流的流向正好和漏型的电路相反。原型输入电路的电路是从PLC的输入端流进，而从公共端流出，即公共端接外接电源的负极。如果所有输入回路的二极管的阴极相连，就构成了供阴极电路，如下图所示三菱A系列PLC的AX80/81/82及Q系列的QX80/81的输入模块均属于此类输入电路。混合型输入电路因为此类型的PLC公共端口既可以接外接电源的正极也可以接负极，同时具有源输入电路和漏输入电路的特点，所以我们可以姑且把这种输入电路成为混合型输入电路，如下图所示：作为源输入时，公共端接电源的负极；作为漏输入时，公共端接电源的正极。这样可以根据现场的需要来接线，带来了极大的灵活。三菱A系列PLC的AX50-S1/60-S1/70/71/81-S1及Q系列的QX70/71/72。这里需要注意的是，三菱和SIEMENS关于“源输入”和“漏输入”电路的划分正好相反，以上是按三菱的划分方法来介绍的。外接开关量信号和PLC输入电路的连接PLC外接的输入信号，除了像按钮一些干节点信号外，现在一些传感器还提供NPN和PNP集电极开路输出信号。干节点和PLC输入模块的连接比较简单。而对于不同的PLC输入电路，到底是使用NPN输入和PNP输入有时感到无所下手。下面主要介绍一下这两种输入和PLC输入电路的连接。如下图所示，分别是NPN和PNP输出电路的一种形式可以看出，NPN集电极开路输出电路的输出OUT端通过开关管和OV连接，当传感器动作时，开关管饱和导通，OUT端和OV相同，输出OV低电平信号；PNP集电极开路输出电路的输出OUT端通过开关管和+V高电平信号。 NPN和PNP输出电路和PLC输入模块的连接 NPN集电极开路输出由以上分析可知，NPN集电极开路输出为OV，当输出OUT端和PLC输入相连时，电流从PLC的输入端流出，从PLC的公共端流入，此即为PLC的漏型电路的形式，即：NPN集电极开路输出只能接漏型或混合式输入电路形式的PLC，连接图如下图所示 PNP集电极开路输出为+V高电平，当输出OUT端和PLC输入相连时，电流从PLC的输入端流入，从PLC的公共端流出，此即为PLC的漏型电路的形式，即：PNP集电极开路输出只能接源型或混合式输入电路形式的PLC，连接图如下图所示正是因为PLC输入模块电路形式和外接传感器输出信号是多样性，我们在PLC输入模块接线前才要充分了解PLC输入电路的类型和传感器输出信号的形式，只有这样，才能确保PLC输入模块接线正确，为后面的PLC编程和调试工作做准备。

2024-09-12 206浏览
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