任务详情
组件名称: 智能电源及电容缓冲模块 (Smart Power & Capacitor Buffer Module)
应用场景: 车载座椅下有源超低音系统 (Underseat Powered Subwoofer)
核心设计目标 (Design ob
jective)
开发一套高集成度的电源管理系统,旨在解决通过车辆 12V 点烟器接口 (Cigarette Lighter Port) 获取有限功率(<80W),驱动瞬态峰值功率高达 120W 的低音扬声器时的能量供需矛盾。系统需具备极高的安全性和车辆兼容性,消除用户的“保险丝焦虑”。
电气性能规格 (Electrical Specifications)
2.1 输入端 (Input - Cigarette Lighter Interface)
输入电压范围: 9V - 16V DC
连续输入功率限制 (Continuous Power Limit): 设定为 60W - 80W (Max)。
设计要求: 必须包含电流限制电路,确保从点烟器抽取的电流永远不会超过车辆保险丝的安全阈值(建议设定在 5A-7A 范围)。
物理接口: 标准 12V 点烟器插头 (5)。
2.2 输出端 (Output - To Amplifier)
瞬态峰值功率 (Peak Output Power): 120W。
功率维持时间 (Duration): 毫秒级 (Millisecond / Transient),用于满足音乐中的鼓点和瞬态低频打击。
电压轨 (Voltage Rail): 供应商需根据 120W 输出需求,自行计算是否需要 Boost 升压(如升至 18V-24V)以及相应的效率损耗。
储能与缓冲策略 (Energy Storage & Buffering)
技术路线: 指定采用 大容量电解电容 (Electrolytic Capacitors) 或 超级电容 (Supercapacitors) 阵列。
禁止使用: 锂电池(考虑到成本、耐温性和运输合规性)。
功能描述: 当音乐动态较小,平均功耗低于 60W 时,电源向电容充电;当音乐出现瞬态大动态(如 Bass Drop),瞬间功耗需求达到 120W 时,由电容释放存储的能量补足缺口,严禁直接向点烟器索取超过限额的电流。
元器件要求: 优先考虑 105°C 或更高耐温等级 的车规级电容,确保在座椅下高温环境中的长期寿命与可靠性(不设硬性成本上限,优先保证性能)。
智能控制与保护逻辑 (Control & Protection Logic)
4.1 唤醒与休眠策略 (Wake-up & Sleep) - 智能回差 (Smart Hysteresis)
为了兼容“自动启停 (Start-Stop)”车辆并防止电瓶亏电:
开机阈值 (Turn-on): 仅当检测到电压 > 13.5V (引擎发电机工作) 时,设备启动。
工作保持 (Keep-alive): 设备启动后,允许电压下探至 11.0V - 11.5V (启停工况) 仍保持工作。
强制关机 (Cut-off): 当电压持续低于 11.0V 超过设定时间(如 60秒),或瞬间跌落至 9V 以下时,强制关机以保护车辆电瓶。
4.2 主动式 DSP 动态压限 (Active DSP Limiter) - 核心安全项
机制: 电源管理芯片需提供实时的“电流裕量”信号给音频 DSP。
逻辑: 当侦测到输入电流接近 60W-80W 墙,且电容储备电量即将耗尽时,系统必须主动发送指令给 DSP,由 DSP 瞬间压缩音频输出幅度 (Gain Reduction)。
目标: 实现**“软着陆”**,杜绝硬性熔断保险丝,且避免因电压骤降导致的音频爆破音 (Pop noise)。
机械与热设计 (Mechanical & Thermal)
物理形态: 全集成式 (All-in-One)。电源、电容阵列、PCBA 必须集成在低音炮箱体内部 (6)(6)(6)(6)。
高度限制: 标准紧凑型 (< 80mm)。需兼容带有电动座椅调节机构的主流车型 (RAV4, Model Y 等)。
注: 已配备超薄低音扬声器单元 (Thin Woofer),请充分利用因此腾出的内部垂直空间来布置电容。
散热要求: 针对座椅下空气流动性差的特点,需进行热仿真分析,确保大功率输出时无过热风险。
交付物要求 (Deliverables for Vendor)
为验证技术可行性,请提供以下交付物:
架构框图 (Block Diagram): 展示输入限流、Boost 升压、电容缓冲池、DSP 通讯接口的拓扑结构。
储能计算书 (Energy Calculation): 基于 120W 峰值/60W 输入的假设,计算所需的电容容值(Farads)及预计的瞬态维持时间(ms)。
初步堆叠图 (Preliminary Stack-up): 展示在<80mm 高度限制下,如何布置大体积电容和散热片。
关键器件清单 (Key BOM): 推荐的电容型号、升压芯片及 DSP 芯片选型(不做成本限制,但需说明选型理由)。
服务商最好是江浙沪的,或者是深圳广东一带的,一个月内给出可靠的方案,不要求具体的制样和测试完成