مقدمة
في السيارات اليوم، أنظمة لتدفئة المقاعد، تكييف الهواء، الملاحة، المعلومات والترفيه، سلامة القيادة وما شابهها مصممة لتحسين الراحة وتجربة القيادة.من هذه الأنظمة، فمن السهل أن نفهم الأنظمة الإلكترونية التي تعمل على وظائف مختلفة في السيارة فوائد الآن من الصعب أن نتصور مجرد 100+ سنة مضت عندما لم يكن هناك عنصر واحد الإلكترونية في سيارة تعمل بالغاز.في مطلع القرن السيارة بدأت لديها كرنك والمصابيح الأمامية كانت مضيئة مع غاز الأسيتيلين، يمكنك أيضا استخدام النغمات لإرسال رسالة إلى سيارات المشاة.الآن اليوم هي في تقاطع النظم الإلكترونية، والتقليل من استخدام النظم الميكانيكية وتصبح أكبر وأغلى "أداة رقمية" في حياة الناس. توفر والأسباب البيئية، فضلا عن زيادة الطلب على الاحتراق الداخلي، الهجين وجميع الكهربائية قيادة السيارات السلامة، وسوق خفضت تدريجيا اعتمادها على البنزين، الذي هو القوة الدافعة وراء التحول "الرقمية".
كما يتم استبدال أنظمة ميكانيكية أكثر وأكثر من قبل الأنظمة الإلكترونية، واستهلاك الطاقة وكيفية مراقبة استهلاك الطاقة أصبحت أكثر وأكثر أهمية، والرصد الدقيق لاستهلاك الطاقة من السيارة الكهربائية سيجعل السائق في نهاية المطاف أكثر واقعية. جميع المركبات الكهربائية، من المرجح أن تقلق بشأن مشكلة مسافة السفر، لأن قبل أن تصل إلى وجهتها، قد تشغيل بطارية السيارة من الأسئلة الهجين من أي وقت مضى أصحاب السيارات الكهربائية تضطر إلى الاعتماد على مزايا التي تعمل بالبنزين محرك القيادة المنزل، في حين أن النوع الكهربائية سيارة فقط في محطة شحن ومحطات الآن النادرة الشحن، ولكن بضع ساعات، ويمكن شحن البطارية. وهكذا باستمرار ومراقبة بدقة كل الإلكترونية استهلاك الطاقة الفرعي مهم جدا. استنادا إلى المعلومات التي تم الحصول عليها من خلال رصد و يمكن أن تشير أيضا السائق تسير على الطريق، وتوفير طاقة البطارية لتمديد مسافة السفر. معطلة وحدة الاتصال الخمول إلى الحافلة السلطة قد يزيد من خفض استهلاك الطاقة والحالي الفرعي لمراقبة الطاقة، فإنه يمكن أيضا الكشف عن أي تشوهات المتعلقة الأداء على المدى الطويل للسيارة الاتجاه، التنبؤ فشل لمنع الفشل، بمناسبة طلب الخدمة التي تحتاج إلى إرسالها إلى ورشة لتصليح السيارات، ونظام التشخيص من أجل الاستفادة من رصد قوة وطاقة، والحصول عن طريق البيانات اللاسلكية وتسجيل خطأ، يمكنك تصحيح بسرعة وخفض تكاليف الإصلاح والتوقف.
عدة طرق لمراقبة ومراقبة استهلاك الطاقة
لمراقبة استهلاك الطاقة من نظام إلكتروني، فمن الضروري قياس مستمر التيار والجهد ويمكن قياس مباشرة من قبل التناظرية الجهد لتحويل رقمي (ADC). إذا كان النطاق ADC المدخلات أصغر من الجهد رصدها، قد تحتاج مقسم الجهد مقاوم (FIG 1 ). من أجل قياس التيار، يحتاج إمدادات الطاقة إلى وضعها في مسار المقاوم المعنى، فإن انخفاض الضغط قياس. كما هو مبين، موصلية منقولة مكبر للصوت 1 تحويل الجهد الكشف الى الانتاج الحالي مرتفعة، وتدفق التيار من خلال المقاومات وضع مكسب غير أن ينتج، والحد من الكشف وتتناسب مع الحمل الحالي والجهد لتغذية ADC تكييفها من أجل تقليل استهلاك الطاقة مرجعية الأرض كاملة الحجم ذات الجهد عشرات من بالميليفولت. وهكذا، وإدخال مكبر للصوت تعويض يجب أن يكون أقل من 100μV. وذلك لحساب السلطة، لا بد من الوصول إلى البيانات من خلال متحكم ADC ADC أو معالجات واجهة رقمية لتنفيذ الضرب قراءات الجهد والقراءات الحالية. لمراقبة استهلاك الطاقة، ويتطلب المتراكمة (تلخيص) على قراءات السلطة مرة .
لإمدادات الطاقة التبديل، وعادة في النظام الكهربائي السيارة سيتم استخدامها في التبديلات الكهروميكانيكية. لتوفير مساحة، سوف يتم استبدال تتابع مع قناة N و P-قناة MOSFET وغيرها من مفاتيح الحالة الصلبة، وبالتالي توليد كافة المكونات في نفس وحات الدوائر الالكترونية يمكن تطبيقها بشكل موحد ثم الكلور تصميم عملية التجميع إنحسر. يتم تشغيل القناة P MOSFET على طريق سحب مستوى بوابتها، من خلال ربط البوابة إلى جهد الدخل يتم قطع. مقارنة مع MOSFET N-قناة، P-قناة MOSFET في دليل نفسه على مقاومة ارتفاع تكلفة، ونطاق ضيق جدا لها من الخيارات، تقتصر على القيمة الحالية الكبيرة (أكبر من 10A) حيث. MOSFET N-قناة هو الخيار الافضل للتعامل مع تيار واسع، ولكن يتطلب مضخة تهمة لزيادة الجهد بوابة أن يكون أعلى من جهد الدخل، على سبيل المثال، 12V 22V بوابة الجهد المدخلات المطلوبة، أي بوابة مدخلات MOSFET لتكون أعلى من 10V. FIG. يظهر 2 تنفيذا لدارة التبديل السلطة.
تحتاج الحافلات الطاقة المشتركة أيضا الحماية ضد الدوائر القصيرة والأخطاء الزائد التي قد تحدث على أي مجلس أو وحدة.لتحقيق وظيفة قاطع الدائرة، يمكنك مقارنة إخراج مكبر للصوت في الشكل 1 مع عتبة التيار الزائد لكسر محرك سائق البوابة في الشكل 2. هذا الحل يحل محل الصمامات لأن الصمامات تتفاعل ببطء ولها التحمل واسعة جدا وتحتاج إلى استبداله بعد الصمامات.من أجل توفير مساحة متنها من المرغوب فيه للتبديل بين حماية ورصد السيارات حافلة الطاقة تدفق الطاقة، واستخدام الحلول المتكاملة.
حلول متكاملة للتحكم في القدرة والقياس عن بعد
و LTC4282 هو وحدة تحكم قابلة للتوصيل الساخنة وقاطع الدائرة التي توفر القياس عن بعد الطاقة و إيبروم (الشكل 3) لتلبية احتياجات التطبيقات عالية الحالية مع ميزات مسار ثنائي مبتكرة مبتكرة التي تتحكم في N الخارجية الخندق موسيت، الذي بسلاسة قوة مكثف السائبة، يتجنب مدخلات تدخل الطاقة ومستويات ضارة الحالية، وضمان أن امدادات الطاقة يمكن تشغيلها بأمان وخارجها في نطاق 2.9V إلى 33V.The LTC4282 يقع في الطريق إلى الدائرة مجلس الإدخال السلطة مع دقة 0.7٪ 12 بت أو 16 بت أدكس تقرير مجلس الجهد، الحالية، والطاقة واستهلاك الطاقة عبر واجهة رقمية I2C / سمبوس إيبروم الداخلية يوفر تسجيل الإعداد وتسجيل خطأ البيانات مع غير متطايرة التخزين الجنسي، مما يسرع التصحيح وتحليل الفشل أثناء التنمية وتشغيل في الموقع.
LTC4282 مع 2٪ دقة الحالي يحد قاطع الدائرة، والمصممة للحد من الإفراط في الحالية، والتي هي أكثر أهمية في الطاقة العالية، وعندما يحدث تدفق من خلال LTC4282 foldback الحد الحالي، على البقاء ضمن المهلة قابل للتعديل ثابت MOSFET السلطة. الوقت الموقت بعد قاطع الدائرة توقيت لقطع وحدة معيبة وحافلة السلطة المشتركة. قد يتم قطع الاتصال وحدة الخمول من الحافلة السلطة للحفاظ على طاقة. يمكن تكوين قاطع الدائرة بطريقة رقمية تعديل عتبة يسمح لتغييرات ديناميكية مع الحمل، قيمة مقاومة صغيرة لتسهيل اختيار المقاوم كاشف. يتم تسجيل المعلمات الكهربائية المراقبة الحد الأدنى والحد الأقصى للقيم، عندما يكون أكثر من ثمانية عتبة قابل للتعديل، يتم إصدار إشارة تحذير لمنع وتسبب لوحات الدوائر الكهربائية أضرارا كارثية، وتراقب هذه الأجهزة موسيت بشكل مستمر للكشف عن حالات تشوهات مثل الجهد المنخفض للبوابة وسراويل الصرف إلى المصدر أو قطرات الجهد الكبير.
سوا المشتركة المسار
وعلى الرغم من السيطرة على السلطة LTC4282 واحدة، ولكنه يوفر اثنين من المسار الحالي موازية للحد من تيار الحمل. التقليدي مجلس الدارة تيار واحد كبير للتحكم باستخدام عدد وافر من MOSFET مواز لخفض على المقاومة، ولكن كلها تتطلب MOSFET لديه آمنة أكبر منطقة التشغيل (SOA) من أجل الصمود بأمان خطأ على التيار، فإنه لا يمكن أن يفترض لأن MOSFET الحالي المشتركة بالتوازي خلال الحد الحالي. علاوة على ذلك، ضاقت اختيار MOSFET على مستوى الحالية المرتفعة، والأسعار، وSOA لا يستطيع مواكبة وإسقاط RDS (على) عن طريق فصل التيار في مسار دقيق الحد الحالي اثنين المتطابقة، سوف LTC4282 MOSFET التأكد من أن اثنين من التيار تقاسم حتى في حالة الحمل الزائد. لتطبيقات 100A ، كل مع الحد الحالي تصميم 50A، والحد من متطلبات سوا في النصف، وتوسيع اختيار موسيت وخفض تكلفتها يسمى "مباراة" أو "موازية" التكوين لأن اثنين تم تصميم المسار باستخدام موسيت مماثلة ومقاومات الشعور.
وبالإضافة إلى ذلك، LTC4282 MOSFET مزدوج المسار الحالي لSOA يدعي كذلك فصل على المقاومة. في حالة كبيرة SOA ضغط كبير ابتداء من تدفق الحد الحالي خطوة مساهمة الجهد وما شابه ذلك هي مهمة عندما بوابة MOSFET انخفاض على المقاومة يقلل من انخفاض الجهد وفقدان الطاقة أثناء التشغيل العادي عند تشغيله بشكل كامل، ولكن هذه المتطلبات متضاربة كما موسيت سوا عادة يتحلل كما على المقاومة يحسن.السماح LTC4282 واحد لديه مسار التي يمكن التعامل مع موسيت الإجهاد ومسار آخر يحتوي على انخفاض على موسيت المقاومة ويشار إلى ذلك كما نظمت بدء التكوين عموما، التعامل مع الإجهاد أثناء بدء التشغيل، والحد الحالي، وخطوات المدخلات الجهد تحول مسار، ولا يزال RDS (على) مسار الخروج. RDS (على) إلى طريق التفافي يتم تشغيل مسار التوتر، وتوفير أدنى مستوى الطريق على المقاومة للتيار الحمل أثناء التشغيل العادي، مما يقلل من انخفاض الجهد والطاقة فقدان اعتمادا على حجم الإجهاد موسيت عند بدء التشغيل، وهناك نوعان من تكوينات بداية نظموا، وانخفاض الإجهاد (الشكل 4) والإجهاد الشديد. ويوصى بتطبيق المستوى الحالي إلى أقل من 50A، في موازاة ذلك، والتطبيقات منخفضة التوتر الدرجات 50A فوق بدء التكوين. مع تصميم مسار واحد للمقارنة، هو أدنى من MOSFET منخفضة التكلفة تكوين لتوفير الضغط الدرجات البداية، تكلفة في حالة عابرة تحت قدرة عملية مستمرة غير محدودة، ولا يمكن أن تكتمل باستخدام تيار الحمل يبدأ. بدءا من ارتفاع الضغط وتكوينات موازية يمكن أن تقدم لبدء وخطأ تحميل أطول دورة توقيت توقيت ومدة قد تكون أطول في حالة الحمل الزائد والمدخلات الجهد ستبليس العملية دون انقطاع.
استنتاج
في العقدين الماضيين، زاد عدد الأنظمة الإلكترونية المستخدمة في السيارات بشكل سريع بسبب وظائف مثل توجيه السلطة، الفرامل عبس، والراحة، وسلامة القيادة، والترفيه، وما إلى ذلك مع تطوير المركبات مترابطة تماما وكاملة تماما، كما أن انتشار الأنظمة الإلكترونية يتسارع، مما يزيد من الحاجة إلى طاقة البطارية الثمينة، ومن المتوقع أن يؤدي رصد الطاقة الدقيق المقترن بإغلاق الأنظمة الخاملة إلى زيادة كفاءة البطارية، كما أن قاطع الدائرة LTC4282 يخفف الحاجة إلى البيانات الكهربائية على مستوى الدائرة قياس استهلاك الطاقة والطاقة لكل نظام فرعي، مما يقلل من عبء القياس على الطاقة الإجمالية للسيارة واستهلاك الطاقة. ذي LTC4282 يسهل إلى حد كبير عالية الحالية كيلوواط-- مقياس الدوائر مع رواية المزدوج-- مسار الحالية التي يمكن تكوينها في مجموعة متنوعة من الطرق تصميم مجلس يسمح لكل من سوا كبيرة وصغيرة على المقاومة في نفس التصميم.