परिचय
आज के वाहनों में, क्रम आराम और ड्राइविंग सीट हीटिंग के लिए बनाया गया अनुभव, एयर कंडीशनिंग, नेविगेशन, इंफोटेनमेंट, यातायात सुरक्षा और अन्य प्रणालियों बढ़ाने के लिए, इन पद्धतियों कार्यों की एक किस्म के लिए कार में बिजली इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों को समझने के लिए आसान कर रहे हैं लाभ अब अब सिर्फ 100 साल पहले की कल्पना करना मुश्किल है जब गैस संचालित वाहन में एक इलेक्ट्रॉनिक घटक नहीं था। सदी की शुरुआत में कार को क्रैंक करना शुरू हुआ और हेडलाइट्स एसिटिलीन गैस से प्रकाशित हुईं, आप पैदल चलने वालों को एक संदेश भेजने के लिए रिंगटोन का भी उपयोग कर सकते हैं। आजकल कार इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के जंक्शन पर हैं, मैकेनिकल सिस्टम के इस्तेमाल को कम करते हैं और लोगों के जीवन में सबसे बड़ा और सबसे महंगा 'डिजिटल उपकरण' बन जाते हैं। उपलब्धता और पर्यावरण कारणों से है, साथ ही आंतरिक दहन प्रकार, संकर और सभी बिजली के वाहनों यातायात सुरक्षा बाजार की जरूरतों को बेहतर बनाने और धीरे-धीरे पेट्रोल पर निर्भरता को कम है, जो है क्या परिवर्तन की असली ताकत 'अंकीयकरण' के लिए।
के रूप में अधिक से अधिक यांत्रिक प्रणाली इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों, और कैसे की निगरानी के लिए बिजली की खपत तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है द्वारा प्रतिस्थापित कर रहे हैं। सही इलेक्ट्रिक कारों की बिजली की खपत पर नजर रखने के अंत में आराम से चालक और मेरे दिल कर देगा। जो कोई भी चलाई सभी बिजली के वाहनों,,, यात्रा दूरी समस्या के बारे में चिंता करने के लिए अपने गंतव्य तक पहुँचने से पहले, कार बैटरी सवाल कभी हाइब्रिड विद्युत वाहनों के मालिकों को पेट्रोल चालित इंजन ड्राइविंग घर के फायदे का सहारा लेना पड़ से बाहर चला सकते हैं क्योंकि संभावना है जबकि बिजली प्रकार केवल स्टेशन चार्ज, चार्जिंग स्टेशन अब दुर्लभ में कार है, लेकिन कुछ ही घंटों, बैटरी चार्ज किया जा सकता। इस प्रकार लगातार और सही ढंग से नजर रखने के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक उपतंत्र बिजली की खपत बहुत महत्वपूर्ण है। निगरानी के द्वारा प्राप्त जानकारी के आधार पर, भी आगे बिजली की खपत और वर्तमान शक्ति निगरानी सबसिस्टम को कम कर सकते शक्ति बस को निष्क्रिय कनेक्शन मॉड्यूल कर सकते हैं सुझाव चालक एक सड़क पर यात्रा कर रहा है, बैटरी की शक्ति की बचत यात्रा दूरी का विस्तार करने के। बंद है, यह भी वाहन की लंबी अवधि के प्रदर्शन से संबंधित किसी भी असामान्यताएं प्रकट हो सकता है रुझान, विफलता को रोकने में विफलता का अनुमान लगाता है, सेवा अनुरोध को चिह्नित करें, जिसे कार की मरम्मत की दुकान, निदान प्रणाली के लिए भेजा जाना चाहिए आदेश शक्ति और ऊर्जा निगरानी से लाभ प्राप्त करने में, वायरलेस डेटा और गलती रिकॉर्डिंग के माध्यम से पहुंच, आप जल्दी से डिबग और मरम्मत की लागत और डाउनटाइम कम कर सकते हैं।
बिजली की खपत की निगरानी और नियंत्रण के कई तरीके
एक इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली के बिजली की खपत पर नजर रखने के लिए, यह लगातार वर्तमान को मापने के लिए और वोल्टेज डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) के लिए एक वोल्टेज एनालॉग से सीधे मापा जा सकता है। एडीसी इनपुट रेंज निगरानी वोल्टेज से छोटा होता है, तो आप एक प्रतिरोधक वोल्टेज विभाजक (अंजीर की आवश्यकता हो सकती आवश्यक है। 1 )। क्रम वर्तमान को मापने के लिए में, बिजली की आपूर्ति रास्ते में एक भावना बाधा रखा जाना है, तो दबाव ड्रॉप मापा जाता। दिखाया गया है, transconductance एम्पलीफायर 1 का पता चला वोल्टेज एक उच्च पक्ष मौजूदा उत्पादन में, धर्मान्तरित वर्तमान लाभ स्थापित प्रतिरोधों के माध्यम से बह जरूरत एक जमीन-संदर्भित और लोड वर्तमान और वोल्टेज एडीसी क्रम में रूपांतरित करने के लिए खिलाया के लिए आनुपातिक बिजली की खपत को कम करने के पूर्ण पैमाने पर वोल्टेज का पता लगाने millivolts के दसियों की सीमा का उत्पादन होता है। इस प्रकार, एम्पलीफायर इनपुट ऑफसेट नीचे होने की जरूरत है 100μV। क्रम बिजली की गणना करने के लिए, डेटा एडीसी एडीसी माइक्रोकंट्रोलर या गुणा वोल्टेज रीडिंग और वर्तमान रीडिंग लागू करने के लिए एक डिजिटल इंटरफेस प्रोसेसर के माध्यम से पहुँचा किया जाना चाहिए। ऊर्जा की खपत पर नजर रखने के, (अभिव्यक्त) संचित करने की आवश्यकता है समय बिजली रीडिंग से अधिक ।
स्विचन बिजली की आपूर्ति करने के लिए, आम तौर पर वाहन विद्युत प्रणाली में विद्युत रिले में इस्तेमाल किया जाएगा। स्थान बचाने के लिए, रिले एन चैनल और पी चैनल MOSFET और अन्य ठोस राज्य स्विच के साथ तो प्रतिस्थापित किया जाएगा, जिससे एक ही सर्किट बोर्ड में सभी घटकों को पैदा करने के लिए समान रूप से लागू किया जा सकता है और पीसीबी विधानसभा पुनर्प्रवाहित प्रक्रिया डिजाइन। पी चैनल MOSFET इसके गेट स्तर खींच, इनपुट वोल्टेज के गेट को जोड़ने के द्वारा से चालू होता है डिस्कनेक्ट हो गया है एन चैनल MOSFET, गाइड में पी-चैनल MOSFET के साथ तुलना में। प्रतिरोध उच्च लागत पर एक ही है, और विकल्पों में से अपने बहुत ही संकीर्ण रेंज, एक बड़े वर्तमान मूल्य (10A से अधिक) जहां। एन चैनल MOSFET एक बड़ी वर्तमान से निपटने के लिए सबसे अच्छा विकल्प है तक ही सीमित है, लेकिन गेट वोल्टेज बढ़ाने के लिए एक प्रभारी पंप की आवश्यकता है , इनपुट वोल्टेज से अधिक होता है उदाहरण के लिए, 12 वी 22V गेट वोल्टेज आवश्यक इनपुट है, यानी MOSFET के इनपुट गेट 10V। अंजीर से अधिक होता है। 2 एक शक्ति स्विचिंग सर्किट के एक कार्यान्वयन को दर्शाता है।
आम शक्ति बस भी अधिभार और शॉर्ट सर्किट गलती के खिलाफ संरक्षण प्रदान करने के लिए वांछनीय है, ऐसी असफलताओं किसी भी बोर्ड या मॉड्यूल में हो सकती है। क्रम सर्किट ब्रेकर कार्यों का एहसास करने के लिए, अंजीर तुलना कर सकते हैं। 1 और एम्पलीफायर ओवर-वर्तमान सीमा का उत्पादन, ताकि तोड़ने के लिए छवि में गेट चालक खोलने। 2. इस अवतार फ्यूज, फ्यूज की जगह क्योंकि प्रतिक्रिया धीमी है, और मार्जिन भी चौड़ा करने के बाद फ्यूज आदेश बोर्ड स्थान बचाने के लिए में बदला जाना आवश्यक है, यह स्विच करने के लिए, सुरक्षा और मोटर वाहन बिजली बस की निगरानी के लिए वांछनीय है विद्युत प्रवाह, एकीकृत समाधानों का उपयोग
एकीकृत बिजली नियंत्रण और टेलीमेट्री समाधान
LTC4282 एक गर्म swappable नियंत्रकों और सर्किट ब्रेकर, उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए ऊर्जा टेलीमेटरी और EEPROM प्रदान (fig। 3), दोहरी वर्तमान पथ अभिनव सुविधाओं के साथ। बाहरी नियंत्रक को नियंत्रित करता है एन है MOSFET चैनल, विनाशकारी हस्तक्षेप से बचने के लिए बड़े समाई संधारित्र के लिए चिकनी शक्ति, इनपुट आपूर्ति हो सकता है और प्रवेश द्वार पर होता है एक मौजूदा स्तर तक पहुँच है, इस प्रकार पर और 33V। LTC4282 सर्किट करने के लिए 2.9V की सीमा में बिजली बंद सुरक्षा सुनिश्चित कर सकते हैं 0.7% की सटीकता या एक 16-बिट एडीसी 12 एक I2C / SMBus डिजिटल इंटरफेस बोर्ड के माध्यम से के साथ सत्ता इनलेट थाली वोल्टेज, वर्तमान, शक्ति और ऊर्जा की रिपोर्ट। सेटिंग को पंजीकृत और गैर गलती रिकॉर्ड डेटा प्रदान करने के लिए आंतरिक EEPROM यौन भंडारण, जो विकास और साइट पर ऑपरेशन के दौरान डीबगिंग और असफलता विश्लेषण को तेज करता है।
वर्तमान सीमित सर्किट ब्रेकर, पर वर्तमान को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उच्च शक्ति पर ज्यादा महत्वपूर्ण है के 2% सटीकता के साथ LTC4282। जब प्रवाह के माध्यम से होता है, LTC4282 वर्तमान सीमा Foldback, एक समायोज्य समय समाप्ति के भीतर रहने के निरंतर बिजली MOSFET। टाइमर सर्किट ब्रेकर के बाद टाइमर समय दोषपूर्ण मॉड्यूल और एक आम शक्ति बस डिस्कनेक्ट करने के लिए। निष्क्रिय मॉड्यूल बिजली संरक्षण के लिए शक्ति बस से काट दिया जा सकता है। सर्किट ब्रेकर एक डिजिटल तरीके से विन्यस्त किया जा सकता सीमा समायोजन भार के साथ गतिशील परिवर्तन के लिए अनुमति देता है, एक छोटे से प्रतिरोध मूल्य डिटेक्टर बाधा के चयन की सुविधा के लिए। निगरानी विद्युत पैरामीटर, न्यूनतम और अधिकतम मान दर्ज हैं जब आठ से अधिक समायोज्य सीमा, एक चेतावनी संकेत को रोकने के लिए जारी किया जाता है सर्किट बोर्ड को आपत्तिजनक क्षति, MOSFET लगातार इस तरह के एक कम गेट वोल्टेज और नाली के रूप में नजर रखी जा रही, असामान्यताओं का पता लगाने के - एक शॉर्ट सर्किट या एक बड़ी दबाव अंतर के स्रोत।
SOA ने मार्ग साझा किया
हालांकि एक भी LTC4282 बिजली नियंत्रण है, लेकिन यह लोड वर्तमान सीमित करने के लिए दो समानांतर वर्तमान पथ प्रदान करता है। परम्परागत एकल बड़े वर्तमान नियंत्रक समानांतर MOSFET की अधिकता का उपयोग करने का सर्किट बोर्ड पर प्रतिरोध कम करने के लिए, लेकिन सभी MOSFET की आवश्यकता होती है क्रम में एक बड़ा सुरक्षित संचालन क्षेत्र (SOA) है सुरक्षित रूप से ओवर-वर्तमान गलती का सामना करने के लिए, यह नहीं माना जा सकता क्योंकि वर्तमान के दौरान समानांतर में साझा वर्तमान MOSFET सीमित है। इसके अलावा, एक उच्च वर्तमान स्तर पर MOSFET की पसंद संकुचित है, कीमतों, एसओए नही रख और दो मिलान किया वर्तमान सीमा सटीक पथ में वर्तमान को अलग करके (पर) आरडीएस ड्रॉप कर सकते हैं, LTC4282 MOSFET यह सुनिश्चित करेंगे कि दो आवेदन 100A के लिए वर्तमान साझा एक अधिभार स्थिति में भी। , प्रत्येक पथ 50A के लिए वर्तमान डिजाइन सीमा, और इस प्रकार को कम एसओए दावा आधा MOSFET के चयन सीमा को विस्तृत, और अपनी लागत को कम करने। यह एक 'मिलान' या 'समानांतर' विन्यास के रूप में वर्णन किया गया है, दो के बाद से पथ समान MOSFETs और भावना प्रतिरोधों का उपयोग कर बनाया गया है।
इसके अलावा, LTC4282 दोहरी MOSFET एसओए के लिए वर्तमान पथ इनपुट वोल्टेज कदम सीमित दबाव वर्तमान शुरू करने पर प्रतिरोध decoupling आगे दावा करते हैं। बड़े एसओए महान तनाव के मामले में और इस तरह से महत्वपूर्ण हैं। जब MOSFET के गेट जब पूरी तरह से चालू है, पर प्रतिरोध कम, वोल्टेज ड्रॉप और बिजली नुकसान सामान्य ऑपरेशन के दौरान कम कर सकते हैं। हालांकि, इन आवश्यकताओं को परस्पर विरोधी हैं क्योंकि आम तौर पर ऑन-प्रतिरोध में सुधार के साथ MOSFET एसओए खराब हो रहा है। LTC4282 एक के उपयोग की अनुमति MOSFET, फिर भी एक पथ तनाव स्थिति संभाल कर सकते हैं, और एक अन्य मार्ग पर प्रतिरोध MOSFET के एक कम हो रही है। इस एक पदानुक्रमित प्रारंभिक विन्यास कहा जाता है। सामान्य रूप में स्टार्टअप के दौरान, इनपुट वोल्टेज और वर्तमान सीमा तनाव उपचार कदम पथ स्विच किया और आरडीएस (पर) मार्ग से हटकर बनी हुई है। आरडीएस (पर) बाईपास मार्ग पर तनाव पथ कर दिया है, सामान्य ऑपरेशन के दौरान लोड वर्तमान के लिए एक कम पर प्रतिरोध उपाय उपलब्ध कराना है, जिससे वोल्टेज ड्रॉप और शक्ति को कम करने नुकसान। विभिन्न आकारों MOSFET तनाव स्टार्टअप पर निर्भर करता है, दो विन्यास के शुरू, जैसे कि, एक कम तनाव (fig। 4) और उच्च तनाव। उच्च तनाव विन्यास की शुरुआत की सिफारिश की विन्यास शुरू करने से ऊपर 50A नीचे करने के लिए वर्तमान स्तर, समानांतर में के अनुप्रयोग, और कम तनाव ग्रेडिंग अनुप्रयोगों 50A। एकल पथ डिजाइन के साथ तुलना के लिए सिफारिश की है, एक कम लागत MOSFET तनाव ग्रेडिंग शुरू, क्षणिक के मामले में लागत प्रदान करने के लिए कॉन्फ़िगर की सबसे कम है सतत संचालन क्षमता के तहत सीमित है और लोड वर्तमान शुरू होता है का उपयोग कर। उच्च तनाव और समानांतर विन्यास के शुरू करने से शुरू करने के लिए प्रदान किया जा सकता पूरा नहीं किया जा सकता है और एक लंबे समय तक लोड गलती टाइमर समय चक्र, अवधि अधिभार हालत और इनपुट में अधिक हो सकता है निरंतर वोल्टेज कदम मामला चलाते हैं।
निष्कर्ष
पिछले 20 वर्षों में, संचालित पावर स्टीयरिंग, एबीएस ब्रेक, सुविधा, यातायात सुरक्षा, मनोरंजन और अन्य सुविधाओं, इलेक्ट्रॉनिक ऑटोमोबाइल में इस्तेमाल सिस्टम तेजी से इंटरनेट के व्यापक विकास के लिए बढ़ रही है। कार के साथ और यात्रा की दिशा का पूरी तरह से स्वतंत्र, इलेक्ट्रॉनिक प्रणाली वृद्धि हुई, जो कीमती बैटरी बिजली की मांग बढ़ जाती है में तेजी आएगी। प्लस सावधान निगरानी पास बेकार बिजली प्रणाली बैटरी बोर्ड स्तर विद्युत डेटा उपलब्ध कराने के द्वारा दक्षता में सुधार की उम्मीद है, LTC4282 सर्किट ब्रेकर कम शक्ति और प्रत्येक सबसिस्टम की ऊर्जा बोझ को मापने, और इसलिए पूरे वाहन की माप और बिजली की खपत के बोझ को कम। अपने उपन्यास और दोहरी वर्तमान रास्तों कि विभिन्न तरीकों से विन्यस्त किया जा सकता के साथ, LTC4282 बहुत बड़े वर्तमान सर्किट किलोवाट की सुविधा बोर्ड डिजाइन, दोनों एक ही डिजाइन में बड़े एसओए प्रदान करने के लिए अनुमति देता है, और ऑन प्रतिरोध एक छोटा सा प्रदान करता है।