“聯網汽車”這個詞一般讓人聯想到自動駕駛汽車。但聯網汽車其實可以提供多種功能，其中一項是胎壓監測系統（TPMS）。
顧名思義，TPMS提供車輛輪胎充氣壓力的實時數據，所以不會出現輪胎突然沒氣了的窘況。除此之外，TPMS還提供有關輪胎溫度的關鍵信息，溫度過高可能說明車輪未對準而造成摩擦過大，這會導致輪胎過早磨損并降低駕駛安全性。較新的輪胎型號還能測量加速度，有些還可以測量輪胎的旋轉方向。此外，TPMS傳感器還可以提示其自身的電池電壓水平，提醒何時應更換電池。
TPMS自身只能實現這些功能。但是有了集成的藍牙低功耗連接性，其在聯網汽車中的功能和應用將得到很大的擴展。
TPMS的基本概況
TPMS在2007年和2014年分別成為美國和歐盟的強制性要求。有兩種類型的TPMS，直接（dTPMS）和間接（iTPMS）。間接胎壓監測系統（iTPMS）不使用物理壓力傳感器，它主要通過測量每個車輪的轉速來監測氣壓。這種方法是有效的，因為充氣不足的輪胎其直徑略小于充氣正常的輪胎（因此角速度更快）。這些差異可以通過ABS/ESC系統的輪速傳感器測量。
iTPMS的一個主要難點是它無法測量絕對胎壓值。當輪胎充氣至正確的壓力時，按下復位按鈕可校準相對于初始讀數的所有后續測量值。此外，iTPMS對不同輪胎類型、路面和行駛速度的影響很敏感。
與iTPMS相比，直接胎壓監測系統（dTPMS）報告絕對胎壓值。它通過使用一般位于每個輪胎輪輞內的壓力傳感器來實現。有些系統還測量和報告輪胎溫度。許多TPMS在車輛行駛和停車時都顯示實時胎壓。
大多數dTPMS都是電池供電的。一些傳感器采用基于電磁感應的無線電力系統，類似于RFID標簽讀取中使用的系統。這使傳感器更輕巧。
為dTPMS供電的電池不可更換，當電池耗盡時，整個傳感器都需要更換。此外，dTPMS內的敏感電子元件會隨著時間而磨損，并且會受到壓力和振動的影響。低斷面輪胎中的TPMS傳感器容易更快磨損，特別是在路況較差的情況下。
今天，在美國TPMS最常使用315MHz來將輪胎信息傳輸到車輛中的接收器。不過，不同地區使用的頻率有所差異，因此沒有單個全球平臺可以支持它。在行駛模式下，傳感器平均每60至180秒傳輸一次。在停車或靜止模式下，取決于制造商，傳感器可以周期性地傳輸，或者當傳感器檢測到胎壓變化時進行傳輸。如果輪胎發生快速漏氣，大多數傳感器會進入警報模式發出警報。
不過，直接TPMS無線電信號技術容易受到干擾。大多數TPMS傳感器使用125 kHz的低頻信號激活。接收到此低頻信號迫使傳感器進行傳輸。汽車商店中可以找到的幾種廣泛使用的測試設備會在這些頻率附近發出信號。來自其他車輛的信號有時也會啟動傳輸。
這些困難使得一些制造商將TPMS建立在藍牙低功耗（BLE）通信標準上。BLE既提供單一的全球平臺，可以減少開發、質量認證等各項成本，同時允許固件進行無線更新和其他原本無法實現的保養維護。簡言之，BLE可以確保TPMS傳感器始終更新到最新版本，并且是安全和優化的。
Dialog半導體公司的DA14585是尺寸最小、功耗最低、集成度最高的藍牙SoC。它不僅可以作為向TPMS添加藍牙低功耗連接性的途徑，而且還適用于遙控、接近標簽、信標、連網醫療設備和智能家居節點等應用。它支持所有藍牙標準，包括藍牙5和藍牙低功耗Mesh。
此外，BLE提供更多數據帶寬，為新的潛在應用打開了大門。例如，它可以方便在整個車輛中裝配其他傳感器，例如可以更密切監測輪胎狀況的輪胎變形傳感器等。
目前的OEM TPMS芯片僅提供與車身電子設備的連接，當胎壓讀數降至需要引起注意的水平時，在儀表盤向駕駛員顯示警報。但是，有BLE連接功能的TPMS傳感器可以直接連接到駕駛員的智能手機，以實現更直接的通信。對于儀表盤已顯示TPMS警報的情況來說，此功能可能是多余的，但對于儀表板缺少此警報的車輛，此功能會很有用。
運輸行業尤其可以從有BLE連接功能的TPMS受益。運輸公司需要優化其車輛的輪胎充氣壓力，以盡可能地減少輪胎磨損和油耗。十八輪車必須連接由各種制造商生產的各種拖車。要實現能覆蓋所有卡車和拖車儀表盤的標準TPMS改裝系統還有很長的路要走，但直接連接到駕駛員手機或平板電腦的TPMS可以很好地填補這一市場空白。
有BLE連接功能的TPMS不僅可以監測輪胎的磨損和充氣壓力。例如，使用尺寸最小、功耗最低、集成度最高的藍牙5 SoC SmartBond DA14585可以實現的功能。該芯片的BLE連接為TPMS提供了一系列額外潛在應用，包括無鑰開鎖、車載診斷（OBD）Telematics、以及各種傳感器應用和遠程控制功能。
集成了SmartBond DA14585和其BLE連接功能的TPMS傳感器可以提升車輛的跟蹤、監測和維護。此外，他們還可以降低制造成本，并為工程師實現新的智能汽車應用提供途徑。
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史海拾趣
對于單級PFC電路，網友可能還會有多種問題，以下是一些常見問題及其回答：
一、技術原理與特性
- 單級PFC電路的基本工作原理是什么？
- 回答：單級PFC電路通過共用一個開關管和一套PWM控制電路，同時實現功率因數校正（PFC）和對輸出電壓的調節。它通常由升壓型PFC級和DC-DC變換器組合而成，兩部分電路共用一個開關，通過控制開關的通斷，電路同時完成對AC輸入電流的整形和對輸出電壓的調節。
- 單級PFC電路相比兩級PFC電路有哪些優缺點？
- 回答：優點包括電路結構簡單、成本較低、效率較高（在某些設計下）。缺點則在于PFC和對輸入電流諧波抑制的效果可能不如兩級PFC電路，且在某些應用中可能面臨安規問題。
二、設計與應用
- 如何設計單級PFC電路以滿足特定的功率因數要求？
- 回答：設計單級PFC電路以滿足特定功率因數要求時，需要考慮電感的選擇、開關管的選型、控制電路的設計以及反饋機制等因素。通過精確控制開關管的通斷時間和占空比，可以實現對輸入電流的整形，從而改善功率因數。此外，還可以采用有源鉗位和軟開關技術來進一步提高效率并降低開關損耗。
- 單級PFC電路在哪些應用場景中較為常見？
- 回答：單級PFC電路因其結構簡單、成本較低而廣泛應用于各種需要功率因數校正的電子設備中，如LED驅動電源、電源適配器、開關電源等。特別是在對成本有一定要求的場合，單級PFC電路更具競爭力。
三、故障與調試
- 單級PFC電路在調試過程中可能會遇到哪些常見問題？
- 回答：在調試單級PFC電路時，可能會遇到次級去電流檢測電阻過大、光耦供電電阻過大、比較器電流反饋電容過大等問題。這些問題可能導致PFC電路無法正常工作或性能下降。解決方法包括調整相關電阻和電容的數值、檢查電路連接是否正確、更換損壞的元件等。
- 如何診斷和解決單級PFC電路中的故障？
- 回答：診斷和解決單級PFC電路中的故障時，首先需要檢查電路中的保險絲是否熔斷、MOS管是否損壞或過熱、反饋控制元件是否失效以及負載是否存在故障等。通過逐一排查這些可能的問題點，可以定位故障原因并采取相應的修復措施。在檢修過程中，需要注意安全操作規范，避免觸碰高壓部位并斷開電源。
四、性能優化
- 如何優化單級PFC電路的性能？
- 回答：優化單級PFC電路的性能可以從多個方面入手，包括優化電感的設計以減小損耗、選擇合適的開關管和二極管以降低導通壓降和反向恢復時間、改進控制算法以提高控制精度和響應速度等。此外，還可以采用有源鉗位和軟開關技術來進一步降低開關損耗并提高整體效率。
- 單級PFC電路的效率如何提升？
- 回答：提升單級PFC電路的效率可以通過多種方法實現，包括優化電路拓撲結構、選用高效率的開關管和二極管、降低電路中的寄生參數和損耗、采用先進的控制算法等。此外，合理設計散熱系統以確保開關管和其他關鍵元件在正常工作溫度下運行也是提高效率的重要手段之一。
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