Introduction
Dans les voitures d'aujourd'hui, les systèmes de chauffage des sièges, de climatisation, de navigation, d'infodivertissement, de sécurité de conduite, etc., sont conçus pour améliorer le confort et l'expérience de conduite.Il est facile de comprendre les systèmes électroniques qui alimentent diverses fonctions de la voiture. Les avantages Maintenant il est difficile d'imaginer il y a plus de 100 ans lorsqu'il n'y avait pas un composant électronique dans un véhicule à essence. Au début du siècle, la voiture a commencé à avoir une manivelle et les phares ont été éclairés avec de l'acétylène. Vous pouvez également utiliser les sonneries pour envoyer un message aux piétons. De nos jours, les voitures sont à la jonction des systèmes électroniques, minimisant l'utilisation de systèmes mécaniques et devenant l'outil numérique le plus grand et le plus cher dans la vie des gens. La disponibilité et les raisons environnementales, ainsi que l'augmentation de la demande en matière de combustion interne, hybride et de conduite automobile tout électrique, ont progressivement réduit sa dépendance à l'essence, qui est le moteur du changement «numérique».
De plus en plus de systèmes mécaniques sont remplacés par des systèmes électroniques, et comment surveiller la consommation d'énergie est de plus en plus important. Surveiller avec précision la consommation d'énergie des voitures électriques finira par rendre le conducteur et mon cœur à l'aise. Tout le monde qui a conduit véhicules tout-électriques, sont susceptibles de se soucier du problème de la distance de Voyage, car avant d'atteindre sa destination, la batterie de voiture peut manquer de questions jamais véhicules électriques propriétaires hybrides doivent compter sur les avantages de la maison de conduite du moteur à essence, alors que le type électrique seule voiture dans la station de charge, des stations de recharge maintenant rares, mais quelques heures, la batterie peut être chargée. Ainsi surveiller en permanence et avec précision chaque consommation électronique de puissance du sous-système est très important. sur la base des informations obtenues par la surveillance, peut également suggérer le conducteur se déplace sur une route, d'économie d'énergie de la batterie pour étendre la distance de Voyage. Off module de connexion ralenti au bus d'alimentation peut réduire davantage la consommation d'énergie et sous-système de surveillance de la puissance actuelle, il peut aussi révéler des anomalies liées à la performance à long terme du véhicule tendances, prévoir les défaillances en cas d'échec, marqué d'envoyer aux systèmes de diagnostic de demande de service d'atelier de réparation automobile Afin de bénéficier de la puissance et de maîtrise de l'énergie, l'accès via des données sans fil et l'enregistrement de défaut, vous pouvez rapidement mise au point et de réduire les coûts de réparation et les temps d'arrêt.
Plusieurs procédés pour surveiller et contrôler la consommation d'énergie
Pour surveiller la consommation d'énergie d'un système électronique, il est nécessaire de mesurer en continu la peut être mesuré courant et de tension directement par une tension analogique vers numérique (ADC). Si la plage d'entrée de l'ADC est inférieure à la tension surveillée, il peut être nécessaire d'un diviseur de tension résistif (fig. 1 ). afin de mesurer le courant, la tension d'alimentation doit être placé dans le trajet d'une résistance de détection, la chute de pression mesurée. comme représenté, l'amplificateur de transconductance 1 convertit la tension détectée en une sortie de courant latérale élevée, le courant circulant à travers les résistances de réglage de gain est de produire un rez-de-référence et proportionnel au courant de charge et la tension fournie à l'ADC adapté afin de minimiser la consommation d'énergie, la détection de tension à pleine échelle limite de quelques dizaines de millivolts. Ainsi, le besoin d'entrée de l'amplificateur de décalage à être inférieure à 100μV., afin de calculer la puissance, les données doivent être accessibles par l'intermédiaire du microcontrôleur CAN ADC ou un processeur d'interface numérique pour mettre en œuvre des mesures de tension de multiplication et des lectures actuelles. pour surveiller la consommation d'énergie, nécessite accumulée (résumé) sur les lectures de puissance de temps .
Pour la commutation d'alimentation, typiquement dans le système électrique du véhicule sera utilisé dans les relais électromécaniques. Pour économiser l'espace, le relais est remplacé par le canal N et le transistor MOSFET à canal P et d'autres commutateurs à l'état solide, générant de ce fait tous les composants dans la même carte de circuit imprimé peut être appliqué de façon uniforme et ensuite la conception de processus de refusion de montage PCB. MOSFET à canal P est mis sous tension en tirant sur son niveau de grille, en reliant la grille à la tension d'entrée est déconnectée. par rapport au transistor MOSFET à canal N, le transistor MOSFET à canal P dans le guide même sur le coût plus élevé de résistance, et sa gamme très étroite d'options, limité à une grande valeur courante (supérieure à 10A) où. MOSFET canal N est le meilleur choix pour faire face à un courant, mais nécessite une pompe de charge pour augmenter la tension de grille Par exemple, une entrée de 12V nécessite une tension de grille de 22V, ce qui signifie que la grille de MOSFET est à 10V au-dessus de l'entrée La figure 2 montre la mise en œuvre d'un circuit de commutation de puissance.
bus de puissance commun est également souhaitable de fournir une protection contre les surcharges et court-circuit, ces défaillances peuvent se produire dans toute carte ou d'un module. Pour réaliser les fonctions de disjoncteur, peut se comparer. la figure 1 et une sortie de l'amplificateur à seuil de surintensité, afin de briser ouverture du pilote de porte sur la figure. 2. ce mode de réalisation remplace le fusible, le fusible car la réaction est lente, et la marge est trop large après le fusible doit être remplacé afin d'économiser de l'espace de la carte, il est souhaitable de changer, la protection et la surveillance bus d'alimentation automobile Le flux de puissance, l'utilisation de solutions intégrées.
Solutions intégrées de contrôle de puissance et de télémétrie
LTC4282 est un contrôleur à chaud et les disjoncteurs, fournir de l'énergie et de télémétrie EEPROM (fig. 3), avec double trajet de courant caractéristiques novatrices pour répondre aux besoins des applications à fort courant. Les commandes de commande externe N le canal MOSFET peut être puissance en douceur vers le condensateur de grande capacité, l'alimentation d'entrée pour éviter toute interférence destructive et atteint un niveau de courant, assurant ainsi la sécurité sur et hors tension de l'ordre de 2,9V à 33V. circuit LTC4282 se produit à l'entrée plaque d'entrée de puissance avec une précision de 0,7% ou un ADC 12 à 16 bits par l'intermédiaire d'une carte d'interface numérique I2C / SMBus indique la tension, la puissance et l'énergie de courant,. EEPROM interne pour enregistrer les réglages et fournir des données d'enregistrement non-défaut Stockage sexuel, qui accélère le débogage et l'analyse des défaillances pendant le développement et le fonctionnement sur site.
LTC4282 avec une précision de 2% du disjoncteur de limitation de courant, conçu pour minimiser le sur-courant, ce qui est plus important à haute puissance. Lorsque l'écoulement se produit à travers, LTC4282 Foldback limite de courant, de rester dans un délai réglable MOSFET de puissance constante. temps de temporisation après le coupe-circuit de minuterie pour déconnecter le module défectueux et un bus d'alimentation commun. module de ralenti peut être déconnecté du bus de puissance pour économiser l'énergie. le disjoncteur peut être configuré de manière numérique réglage du seuil permet des changements dynamiques à la charge, une faible valeur de résistance pour faciliter la sélection de la résistance de détecteur. paramètres électriques contrôlés sont enregistrés valeurs minimale et maximale, lorsque plus de huit seuil réglable, un signal d'avertissement est émis afin de prévenir Les circuits imprimés causent des dommages catastrophiques: ces MOSFET sont surveillés en permanence pour détecter les anomalies telles que la tension de grille basse et les courts-circuits drain-source ou les grandes chutes de tension.
Chemin partagé SOA
Bien qu'une seule commande de puissance LTC4282, mais il fournit deux trajet de courant parallèle à limiter le courant de charge. Unique circuit à grand courant conventionnel bord du dispositif de commande en utilisant une pluralité de MOSFET en parallèle pour diminuer la résistance à l'état, mais exigent tous MOSFET a une zone d'exploitation en toute sécurité plus grande (SOA) afin de résister en toute sécurité la plus-courant de défaut, il ne peut pas être pris parce que le plus MOSFET courant partagé en parallèle pendant limitation de courant., le choix du transistor MOS à un niveau élevé actuel est réduit, les prix, la SOA ne peut pas suivre en séparant le courant dans les deux parcours précis de limite de courant adapté, MOSFET LTC4282 et déposer RDS (oN) veillera à ce que les deux partage de courant, même dans une situation de surcharge. pour les applications 100A , Chacun avec une limite de courant de conception de 50A, en réduisant les exigences SOA de moitié, en élargissant le choix des MOSFET et en réduisant leur coût est appelé une configuration «match» ou «parallèle» parce que les deux Le chemin est conçu en utilisant des MOSFET similaires et des résistances de détection.
En outre, LTC4282 double MOSFET trajet de courant pour SOA revendication en outre le découplage de la résistance. Dans le cas de courant d'appel à partir grand stress SOA étape de limitation de tension d'entrée et analogues sont importants. Lorsque la grille du MOSFET lorsqu'il est complètement allumé, une faible résistance peut réduire la chute de tension et perte de puissance pendant le fonctionnement normal. Cependant, ceux-ci sont des exigences contradictoires, puisque le MOSFET SOA généralement avec une meilleure résistance à l'état se détériore. LTC4282 permet l'utilisation d'un MOSFET ayant un trajet peut gérer la situation de stress, et un autre trajet ayant une faible résistance du transistor MOSFET. ceci est appelé une configuration de départ hiérarchique. en général, lors du démarrage, la tension d'entrée et de limitation de courant étape de traitement du stress commutation de chemin, et RDS chemin (oN) reste éteint. RDS (oN) pour le trajet de dérivation est activé chemin de contrainte, fournissant un chemin faible résistance pour le courant de charge pendant le fonctionnement normal, ce qui réduit la chute de tension et de puissance Perte Selon la taille de la contrainte MOSFET au démarrage, il existe deux configurations de démarrage par étapes, une faible contrainte (Figure 4) et une contrainte élevée. Application de niveau actuel au-dessous de 50A, en parallèle, et les applications de classement faible contrainte 50A configuration ci-dessus à partir. Avec un design unique chemin est recommandé pour la comparaison, est le plus bas d'un transistor MOS à faible coût configuré pour fournir départ classement du stress, le coût dans le cas de transitoires Le fonctionnement ininterrompu est limité et ne peut pas être démarré avec un courant de charge Les configurations étagées parallèles et à contrainte élevée peuvent démarrer une charge et fournir des temporisations de dépassement de temporisation plus longues qui fonctionnent sur des conditions et des entrées de surcharge plus longues. Fonctionnement sans interruption de tension sans interruption.
Conclusion
Au cours des 20 dernières années, la direction assistée entraîné, freins ABS, la commodité, la sécurité routière, de divertissement et d'autres caractéristiques, systèmes électroniques utilisés dans les automobiles a augmenté rapidement. Avec la voiture au développement global de l'Internet et totalement indépendant de la direction de Voyage, le système électronique permettra d'accélérer la croissance, ce qui augmente la demande de puissance de la batterie précieux. ainsi que la surveillance attentive batterie à proximité du système d'alimentation de ralenti est prévu pour améliorer l'efficacité en fournissant des données électriques au niveau du bord, le disjoncteur LTC4282 réduit Mesurer la puissance et la consommation d'énergie de chaque sous-système, réduisant ainsi la charge de mesure sur la puissance globale du véhicule et la consommation d'énergie. Le LTC4282 facilite considérablement les circuits à haut courant de kilowatt avec son nouveau chemin de courant double qui peut être configuré de diverses façons La conception de panneau tient compte à la fois de la grande SOA et de la petite sur-résistance dans la même conception.