简介

汽车技术的进步极大地增加了典型汽车系统中复杂电子电路的数量，用以改善驾驶体验与安全性。新车型不断为信息娱乐系统提供更高分辨率的显示屏、增强的用户界面和更多的连接选项；而先进的安全功能则包括了用于避免碰撞的激光雷达，以及用于驾驶员感知的多摄像头与传感器。大多数这种电子模块都会连接到 12V 或 24V 电池系统，这意味着它们会经受严苛或动态瞬态环境的影响。如何确保电路在极端环境下的可靠运行，这对电源设计人员提出了严峻的挑战。

图 1 所示为典型的汽车电子系统。汽车电池系统的典型负载包括信息娱乐系统、ADAS、数字驾驶舱、照明系统、电子模块 (ECU) 和 CAN 总线。

从交流发电机产生的严重高能瞬变到点火系统产生的低电平噪声，传统汽车电源的瞬态条件多种多样。本文将介绍一些常见的汽车瞬态条件，例如电池反向、冷启动、热启动和负载突降，并探讨这些瞬态产生的原因以及系统设计的挑战所在。

冷启动

在寒冷的天气条件下，汽车电池和引擎都需要承受极低的温度。当启动器吸收大电流以启动冷引擎时，电池电压会下降，并产生冷启动脉冲。冷启动条件下，电池电压可能会在 15ms 到 50ms 的时间内降至 3V 以下（最坏情况）。

之后，电池电压会上升至大约 6V，并保持几秒钟，然后又在几毫秒的上升时间内回到标称电压。在低温环境中，典型冷启动条件下的电池电压曲线如图2所示。ISO 7637-2标准中的测试脉冲4对这类启动曲线有详细的描述。

型条件之下，不同汽车制造商的电池启动曲线都非常相似，但不同OEM的电压电平和时序则各不相同。

根据不同的 OEM 规格，启动器曲线脉冲中可能还包含低频正弦波。正弦波（例如 2Hz）代表了启动期间的交流发电机噪声。ISO 16750-2 标准中描述了几种使用正弦波注入的启动曲线， OEM 规格中可以引用。这种波形通常被称为重度冷启动脉冲（见图 3）。

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