詳解，汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源知識(shí)百科

基本信息
 

中文名：汽車應(yīng)急啟動(dòng)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(hào)燈；優(yōu)點(diǎn)：可循環(huán)使用
 

簡介
 

什么是汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源？汽車應(yīng)急啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車的時(shí)候能啟動(dòng)汽車，同時(shí)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(dòng)電源設(shè)計(jì)理念為簡單易操作、攜帶方便，同時(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)電流等也會(huì)比較大。這類產(chǎn)品一般會(huì)配備有充氣泵，同時(shí)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(dòng)電源則較為新潮，具有體積小、質(zhì)量輕，可一手掌握等特點(diǎn)。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(qiáng)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(hào)燈功能，比較實(shí)用。
 

生活應(yīng)用
 

汽車：鉛酸蓄電池類啟動(dòng)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(dòng)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(dòng)電源設(shè)計(jì)緊湊，便攜耐用，是愛車應(yīng)急啟動(dòng)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(dòng)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(shí)使用。

筆記本：多功能汽車應(yīng)急啟動(dòng)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(dòng)電源應(yīng)該可以給筆記本提供240分鐘的續(xù)航時(shí)間。

手機(jī)：汽車應(yīng)急啟動(dòng)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(dòng)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(huì)有所不同；

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

3、汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源不僅支持汽車應(yīng)急啟動(dòng)，還支持多種輸出，有5V輸出（支持各類手機(jī)等移動(dòng)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(dòng)電源內(nèi)置免維護(hù)鉛酸蓄電池，同時(shí)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(dòng)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(dòng)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(dòng)電源配備充氣泵，壓強(qiáng)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(dòng)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(dòng)電源主機(jī)。使用完記得充電就是了。
 

操作說明
 

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

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

3、將應(yīng)急啟動(dòng)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(dòng)電源黑色負(fù)極夾（-）連接缺點(diǎn)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(dòng)汽車（不超過5秒），如果一次啟動(dòng)沒有成功，請間隔5秒以上。

7、啟動(dòng)成功后應(yīng)先將負(fù)極夾取下。

8、將汽車啟動(dòng)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(dòng)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(shí)，請對本機(jī)進(jìn)行充電12小時(shí)以上，鋰聚合物電池平時(shí)一般4個(gè)小時(shí)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(shí)間也會(huì)有所不同，但充電時(shí)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(dòng)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(shí)充電指示燈會(huì)點(diǎn)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(shí)長不要大于24小時(shí)。
 

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(dòng)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(shí)充電指示燈會(huì)點(diǎn)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(shí)間充電。
 

循環(huán)使用
 

為了達(dá)到汽車啟動(dòng)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(shí)間處于虧電狀態(tài)，電源的壽命會(huì)有所縮短。如果長期不使用，請保證每3個(gè)月充放電一次。
 

汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源設(shè)計(jì)的基本原則
 

大多數(shù)汽車的電源架構(gòu)在設(shè)計(jì)時(shí)都要遵循最基本的原則，雖然汽車應(yīng)急啟動(dòng)電源的工作原理大家都清楚，但卻不代表每個(gè)設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)需要遵循的六項(xiàng)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(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，汽車電池的標(biāo)稱電壓為12V；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，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(dòng)范圍。除了ISO7637-1，還有一些針對燃?xì)獍l(fā)動(dòng)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(jì)
 

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(huì)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(huì)明顯降低。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓(例如：3.3V)輸出時(shí)，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(huì)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(huì)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(shí)，LDO能夠提供較高的性價(jià)比。

將電池電壓轉(zhuǎn)換成低壓(例如：3.3V)，功率達(dá)到3W時(shí)，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(dòng)機(jī)關(guān)閉并且電池電量耗盡時(shí)，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(gè)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(shí)時(shí)時(shí)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(jì)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(jì)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(jì)約束條件實(shí)際受限于特定項(xiàng)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(huì)有很大差異。

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

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

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、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(huì)制約高芯片集成電源的設(shè)計(jì)。而利用負(fù)載點(diǎn)電源產(chǎn)生所有必要的電源也會(huì)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(jì)人員需要根據(jù)具體的項(xiàng)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(shí)間變化的電場會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，輻射強(qiáng)度取決于場的頻率和幅度，一個(gè)工作電路所產(chǎn)生的電磁干擾會(huì)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(dòng)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(jì)者研究出了各種限制EMI的技術(shù)。外部時(shí)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。