凱利藍皮書KBB在《2019年十大最佳汽車技術》中指出，2019年全美將有75萬多輛機動車被盜，但受益于安裝了車輛跟蹤系統，有超過46%的車能夠被追回。其實，車輛跟蹤系統除了能通過定位找回丟失車輛、提升汽車的資產安全性，還能基于更詳細的行駛時間、行駛里程及駕駛行為記錄等，助力提升燃油效率、規劃行駛路線，從而提高車輛的運行效率，十分適用于監控單輛車及整個車隊的商用車市場。近年來，受益于商用車市場的蓬勃發展，車輛跟蹤系統的市場規模也繼續快速增長。
車輛跟蹤系統分為主動和被動兩種。主動跟蹤也稱為實時跟蹤，通過衛星或蜂窩網絡傳輸數據，可在監控屏幕上實時顯示車輛運動位置等狀態。目前，主動跟蹤系統除了實時監控車輛位置，還有停靠/點火檢測、電子圍欄、超速報警、斷電報警等多種功能。被動跟蹤系統則沒有實時數據傳輸功能，而是將信息存儲在設備上，必須將其連接到外接設備上才能查看其存儲的信息。被動跟蹤系統的優點是成本低、體積小、容易隱藏，適合于不需要實時反饋、有定期檢查設備數據需求的應用。
不管是主動還是被動，車輛跟蹤系統都需要便攜和小尺寸，因此需要電池供電，且需具有備份能力，以便在斷電情況下保存數據。高性能模擬芯片領導廠商ADI公司有一款面向 3.45V 至 4.45V 電源軌的完整鋰離子電池備份管理系統LTC4091，使此類電源軌在主電源長時間故障時保持有效狀態，十分適用于車輛跟蹤系統應用。
圖1：36V 電源備份管理器和鋰離子電池充電器。
無縫切換防突發故障
LTC4091 采用具自適應輸出控制的 36V 單片降壓型轉換器，以用降壓輸出向系統負載供電并實現高效率電池充電。當外部電源可用時，該器件可提供高達 2.5A 的總輸出電流，并向單節 4.1V 或 4.2V 鋰離子電池提供高達 1.5A 的充電電流。如果主輸入電源發生故障，不能給負載供電，那么 LTC4091 通過內部理想二極管從備份鋰電池向系統輸出負載提供高達 4A 電流，如果使用外部理想二極管晶體管，那么就可提供不受限制的電流。為了保護敏感的下游負載，最大輸出負載電壓為 4.45V。在發生電源故障事件時，該器件的 PowerPathTM控制功能在輸入電源和備份電源之間提供無縫切換，并在輸入短路情況下使能反向隔離。LTC4091的典型應用包括車隊和資產跟蹤、汽車GPS數據記錄器和遠程信息處理系統、安全系統、通信及工業備份系統等。
LTC4091 內置 60V 絕對最大輸入過壓保護，從而使該 IC 能夠抵抗高輸入電壓瞬變。LTC4091 的電池充電器提供兩個為鋰離子電池備份應用而優化的引腳可選充電電壓：標準 4.2V 電壓和可選 4.1V 電壓，后者通過縮短電池運行時間來增加充電/放電循環次數，延長充電/放電周期壽命。其他特點包括軟啟動和頻率折返，以在啟動和過載時控制輸出電流，還包括涓流充電、自動再充電、低電池電量預充電、充電定時終止、熱調節以及用于對溫度有要求的充電的熱敏電阻引腳。
LTC4091采用薄型(0.75 mm) 22引腳3 mm×6 mm DFN封裝，襯底有金屬焊盤，散熱性能出色。該器件的工作溫度范圍為-40°C至+125°C。圖2顯示了其典型應用原理圖。
圖2. LTC4091典型應用原理圖。
重重防護保心安
為防止IC或周邊器件受到熱損傷，內部熱反饋環路會在芯片溫度升至約105°C時自動降低編程設置的充電電流。熱調節保護LTC4091免受高功率運行或高環境溫度條件引起的過溫影響，并允許用戶提升給定電路板設計的功率處理能力極限，而不會損壞LTC4091或外部器件。熱調節環路的好處是充電電流可根據實際情況設置，而不是根據最壞情況設置，電池充電器在最壞情況下保證會自動降低電流。
汽車應用中電源電壓會出現大幅下降，例如在冷啟動過程中，這會導致高壓開關穩壓器失去調節能力，使得VC電壓過高，進而導致VIN恢復時輸出過沖非常大。為防止從冷啟動事件恢復時發生過沖，必須通過RUN/SS引腳復位LTC4091的軟啟動電路。下面的圖3顯示了一個簡單的電路示例，它會自動檢測掉電情況并復位RUN/SS引腳，重新啟用軟啟動特性以防止輸出過沖造成損壞。
圖3. 冷啟動穿越電路。
以高質量贏得增長的車輛跟蹤系統市場
調研公司Global Market Insights的數據顯示，全球車隊管理市場的規模預計到2022年將超過220億美元，到2023年的年復合增長率將超過20%。，預計物聯網(IoT)技術與車輛的集成會促使車輛跟蹤系統采用率的提高，盡管集成的高成本減緩了這一過程。此外，預計同一時期亞洲車輛跟蹤市場的規模將顯著增長，中國和日本、印度主要驅動作用的國家。同一時期，在拉美、中東和非洲，由于不同國家車輛采用率的上升，車輛跟蹤市場預計也會有適度增長。
綜上所述，ADI公司的LTC4091是一款高電壓、大電流降壓電池充電器和PowerPathTM備份電源管理器，具有熱調節和其他全面的保護功能，為車輛跟蹤應用提供單芯片、緊湊、強大且靈活的解決方案，從而使設計人員的任務更簡單、更輕松，助力客戶快速響應車輛跟蹤系統需求，在日漸成熟的市場中占有一席之地。
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