研華硬件電源設計

　　車載電源保護機制可檢查和監(jiān)控多種系統(tǒng)狀態(tài)，并發(fā)出故障警報。

　　電源保護機制可防止設備可能遭受反極性造成的損壞。即使電池裝反了，或者DC電源接反，該機制也可使DC供電設備正常工作。

　　設備還配有電涌保護器，使其免受電壓峰值造成的損壞。若電壓超過安全值，該機制會通過地面抑制或短接電壓調(diào)節(jié)電氣設備的電壓。

?　　冷啟動是機動車環(huán)境應用中的突出問題。車輛引擎遇冷或凍結(jié)一段時間后，機油會變得很黏，需要發(fā)動機增大輸出扭力，進而增大電池電流。這個高電流負載可將點火時的電池電壓降到6 V，然后再返回額定電壓13.8 V（典型）。但是某些子系統(tǒng)要求整個冷啟動過程中的電壓恒定為5 V，這時問題就會產(chǎn)生。這包括ECU、環(huán)境和應急系統(tǒng)微處理器等與車輛安全和性能息息相關的應用。

　　研華的理想電源方案還支持負載突降。電池電纜斷開時，若交換機在充電，而電路上還有其它電流負載，就會產(chǎn)生負載突降。引擎運行時可能由于電纜腐蝕，連接不穩(wěn)定或故意斷開而切斷電池。交換機充電時若電池突然斷開，瞬時電壓峰值可高達80 V。這種情況下多數(shù)計算機系統(tǒng)可能會崩潰。負載突降幅值取決于電池斷開時交換機的速率和當前集電量。而負載突降脈沖持續(xù)時間主要取決于當前集電電路的持續(xù)時間和脈沖幅值。多數(shù)新交換機的負載突降幅值受附加限制二極管的限制。

　　研華軟件電源設計

　　除了硬件電源管理功能，研華產(chǎn)品還具有軟件智能監(jiān)控特性。安裝的微控器可穩(wěn)定車載電源系統(tǒng)。用戶友好的實用程序接口可允許用戶自行設置時序和電壓。例如，延遲時間的多組電源可通過實用程序和硬件跳線進行設置。覆蓋設置時將發(fā)出報警提示。

　　用戶可通過跳線將電源設置為“車輛模式”或“ATX模式”。設置為“車輛模式”時，基于微控器的PIC軟件會檢查車輛的點火和電池狀態(tài)。系統(tǒng)啟動前，軟件會自動判斷電池類型，并檢查閥值電壓為12 V還是24 V。若電池電壓足夠啟動系統(tǒng)，軟件會檢查點火狀態(tài)。實用程序中設置的點火電壓很高，如8 V以上。軟件會確保計算系統(tǒng)在點火打開前不自動啟動。進行點火打開和關閉切換時，系統(tǒng)電源會順利啟動。穩(wěn)定電壓的時序狀態(tài)可按默認值設置，如10 s以后。若電壓在設定值后沒有穩(wěn)定下來，系統(tǒng)會自動關閉。

　　系統(tǒng)運行時，PIC軟件會持續(xù)監(jiān)控電池電壓狀態(tài)。若電量不足，驅(qū)動會接到通知，然后系統(tǒng)會在設定時間內(nèi)自動關閉。

　　PIC軟件也會檢查點火狀態(tài)。車輛點火裝置關閉后，操作系統(tǒng)會延遲關閉，待數(shù)據(jù)保存好后徹底關閉。延遲時間為30 s（斷電延遲）~ 180 s（硬斷電延遲），取決于軟件設置。若系統(tǒng)由于某種原因不能順利關閉，硬斷電延遲設定將確保數(shù)據(jù)自動強制進入待機模式，避免車上電池電力被耗盡，造成車子無法開動。

　　研華嵌入式工控機管理器提供XP/XPe環(huán)境下的用戶友好接口；根據(jù)需要顯示電源電壓準位、點火和電池狀態(tài)；根據(jù)電池狀態(tài)調(diào)節(jié)最小電壓；根據(jù)應用目的延遲啟動/關閉時序；并可通過UI信息或郵件給服務器發(fā)出警報。

　　嵌入式工控機的系統(tǒng)功能

　　研華電源管理方案基于功能強大、靈活的嵌入式工控機產(chǎn)品線，特別適合多樣化、苛刻的車載環(huán)境應用。嵌入式嵌入式工控機的主要優(yōu)勢在于結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、被動冷卻和散熱有效。IMS調(diào)查報告顯示，嵌入式工控機在以后幾年內(nèi)形勢最好的市場在于交通和基礎建設領域。嵌入式堅固型嵌入式工控機憑借其實用性、抗振性以及惡劣環(huán)境應用的適用性,使這種趨勢更加明朗。數(shù)字看板和客戶信息系統(tǒng)是目前嵌入式工控機的流行應用。

　　研華嵌入式工控機是運行嵌入式操作系統(tǒng)的緊湊、堅固型計算機，如Windows? CE、Windows? XPe或Linux Embedded。

　　嵌入式工控機大大改善了惡劣環(huán)境應用的性能。工業(yè)電腦沒有整合硬盤或旋轉(zhuǎn)組件，因此抗沖擊和抗振性比較高。無風扇IPC設計、鋁質(zhì)外殼以及有限的內(nèi)部接線，保證了多應用的高可靠性。由于散熱性能良好，工業(yè)電腦專用于戶外和機動車應用。研華提供具有可擴展計算和I/O性能、功能完善的ARK嵌入式工控機。

　　新型ARK-1388 嵌入式工控機屬于超緊湊型ARK-1300系列，特別適用于空間有限的應用。低功耗計算機方案整合了Intel? Celeron M ULV 423或Intel? CoreTM 2 Duo U7500處理器（帶1.06 GHZ時鐘頻率），Intel? 82945GM芯片組，以及板載2 GB DDR 2內(nèi)存。

　　嵌入式工控機電腦提供了靈活的GSM/GPRS/EDGE或UMTS/HSDPA模塊安裝空間，并具有50通道GPS功能，便于整合特別的導航模塊。該產(chǎn)品符合802.11 b/g WLAN規(guī)格，可以進行無線LAN通信。前面板還帶有VGA和18/36-bit LVDS接口，便于連接顯示屏或觸摸屏。 ARK-1388支持雙獨立顯示，分別適用于駕駛員和乘客。此外，設備還帶有4個USB 2.0接口、4個串行端口、4個帶隔離的數(shù)字輸入接口和2個帶繼電器的數(shù)字輸出接口。為了娛樂和客戶信息起見，ARK-1388音頻輸出接口通過一個6 W立體聲左右通道擴音器，有助于克服噪音問題。數(shù)據(jù)存儲通過CF卡可高達8 GB。

研華嵌入式工控機ARK-1388可在 -20°C ~ 60°C寬溫條件下正常工作（Intel? Celeron M處理器），或者高達55°C（Intel? Core 2 Duo CPU），并支持9 V ~ 32 V寬泛電源輸入。

　　針對車載應用，ARK-1388可控制媒介和信息系統(tǒng)，通過UMTS/HSDPA或GSM/GPRS/EDGE下載數(shù)據(jù)。工業(yè)電腦還整合了能夠監(jiān)視車輛引擎和電池狀態(tài)的電源控制機制。啟動/關閉延遲時序可通過實用程序快速設置。

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圖3：ARK-1388車載嵌入式工控機

　　結(jié)論

　　研華整合化方案取代了外部電源管理模塊，并保證了車載應用的穩(wěn)定性。緊湊型ARK-1388 嵌入式工控機系統(tǒng)不僅節(jié)省空間，還避免了額外開支。其工業(yè)電腦規(guī)格支持寬溫工作，并抗沖擊和抗振動，是車載應用的理想選擇。

　　車載電源設計具有硬件電源保護和軟件智能監(jiān)控功能，可保證安全啟動和關閉。

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