مقدمه
در خودروهای امروزی، به منظور افزایش راحتی و تجربه رانندگی طراحی شده برای گرم کردن صندلی، تهویه مطبوع، ناوبری، سرگرمی، ایمنی ترافیک و سیستم های دیگر، این سیستم ها بسیار آسان است به درک سیستم های الکترونیک قدرت در ماشین را برای انواع توابع مزایای. در حال حاضر ما تنها 100 سال پیش در همه سخت است تصور کنید صحنه، پس از آن، در بنزینی خودرو، یک جزء الکترونیکی. با شروع لنگ دست، با شروع با چراغهای جلو روشنایی گاز استیلن در نوبه خود از ماشین قرن، شما همچنین می توانید یک پیام را به آهنگ های زنگ عابر پیاده را ارسال کنید. اتومبیل امروز در نقطه اتصال به طور کامل به سیستم های الکترونیکی هستند، به حداقل رساندن استفاده از سیستم های مکانیکی، زندگی مردم در حال تبدیل شدن به بزرگترین، گران ترین ابزار دیجیتال. از آنجا که در دسترس بودن و دلایل زیست محیطی، و همچنین به منظور بهبود نوع احتراق داخلی، ترکیبی و تمام برقی وسایل نقلیه ترافیک نیازهای ایمنی از بازار و به تدریج کاهش وابستگی به بنزین است، که چه دیجیتالیشدن، نیروی محرکه تغییر است.
همانطور که بیشتر و بیشتر سیستم های مکانیکی توسط سیستم های الکترونیکی، و چگونه برای نظارت بر مصرف انرژی در حال تبدیل شدن به طور فزاینده مهم جایگزین شده است. با دقت، مصرف برق و اتومبیل های برقی در نهایت راننده و قلب من در سهولت خواهد شد. هر کسی که سوار وسایل نقلیه تمام الکتریکی، به احتمال زیاد در مورد مشکل فاصله سفر نگران باشید، چرا قبل از رسیدن به مقصد خود، باتری ماشین ممکن است از سوال تا به حال ترکیبی صاحبان وسایل نقلیه الکتریکی باید با تکیه بر مزایای استفاده از بنزینی خانه رانندگی موتور را اجرا کنید، در حالی که نوع الکتریکی تنها ماشین در ایستگاه شارژ، ایستگاه های در حال حاضر کمیاب شارژ، اما چند ساعت، باتری را می توان عنوان شده است. بنابراین به طور مداوم و با دقت نظارت بر هر مصرف برق زیر سیستم های الکترونیکی بسیار مهم است. بر اساس اطلاعات به دست آمده با نظارت، همچنین می توانید نشان می دهد که راننده در حال سفر در جاده، صرفه جویی در باتری به گسترش فاصله سفر. فعال ماژول اتصال بیکار به اتوبوس قدرت ممکن است مصرف برق و در حال حاضر زیر سیستم نظارت بر قدرت کاهش بیشتر، آن را نیز ممکن است هر گونه اختلال مربوط به عملکرد طولانی مدت از وسیله نقلیه را نشان می دهد روند، پیش بینی شکست برای جلوگیری از شکست، علامت درخواست خدمات است که باید به تعمیرگاه ماشین، سیستم تشخیص ارسال شود به منظور از قدرت و انرژی نظارت بهره مند شوند، دسترسی از طریق داده های بی سیم و ضبط گسل، شما می توانید به سرعت به اشکال زدایی و کاهش هزینه های تعمیر و خرابی.
چند راه برای نظارت و کنترل مصرف برق
برای نظارت بر مصرف برق یک سیستم الکترونیکی، به طور مداوم اندازه گیری جریان و ولتاژ می توانید به طور مستقیم توسط آنالوگ ولتاژ به مبدل دیجیتال (ADC) اندازه گیری شد. اگر محدوده ورودی ADC کوچکتر از ولتاژ تحت نظارت است، شما ممکن است یک مقسم ولتاژ مقاومتی (FIG نیاز آن ضروری است. 1 ). به منظور اندازه گیری جریان، منبع تغذیه نیاز دارد تا در مسیر قرار داده شده است یک مقاومت معنا، پس از آن افت فشار اندازه گیری شود. به عنوان نشان داده شده است، عرضی تقویت کننده 1 ولتاژ شناسایی به یک جریان خروجی سمت بالا تبدیل، جریان جریان را از طریق مقاومت به دست آوردن-تنظیم است که برای تولید، در مقیاس کامل ولتاژ حد تشخیص زمین اشاره شده و متناسب با جریان بار و ولتاژ تغذیه به ADC اقتباس منظور به حداقل رساندن مصرف برق دهها میلی ولت. بنابراین، ورودی تقویت کننده جبران نیاز به زیر می شود 100μV. به منظور محاسبه قدرت، داده ها باید از طریق میکروکنترلر ADC ADC یا یک پردازنده رابط دیجیتال برای پیاده سازی مقادیر ولتاژ ضرب و قرائت فعلی دیده می شود. برای نظارت بر مصرف انرژی، نیاز به انباشته (خلاصه) بیش از خوانش قدرت زمان .
به منبع تغذیه سوئیچینگ، به طور معمول در سیستم های الکتریکی خودرو خواهد شد در رله های الکترونیکی استفاده می شود. برای صرفه جویی در فضا، رله خواهد شد با N کانال و MOSFET P-کانال و دیگر سوئیچ حالت جامد جایگزین، در نتیجه تولید تمام اجزاء در مدار همان را می توان یکنواخت اعمال و سپس PCB طراحی فرایند جزر مونتاژ. MOSFET P-کانال در با کشیدن سطح دروازه خود، با اتصال به دروازه را به ولتاژ ورودی تبدیل قطع شده است. در مقایسه با ماسفت کانال N، P-کانال MOSFET در راهنمای همان بر مقاومت به هزینه بالاتر و محدوده بسیار باریک آن از گزینه ها، محدود به یک ارزش فعلی بزرگ (بزرگتر از 10A) که در آن N-کانال MOSFET بهترین انتخاب برای مقابله با یک جریان بزرگ است، اما نیاز به یک پمپ شارژ برای افزایش ولتاژ گیت به بالاتر از ولتاژ ورودی، برای مثال، 12V 22V ولتاژ گیت مورد نیاز ورودی، به عنوان مثال دروازه ورودی ماسفت به بالاتر از 10V شکل 2 نشان می دهد یک پیاده سازی از یک مدار سوئیچینگ قدرت.
اتوبوس قدرت مشترک را نیز مطلوب جهت حفاظت در برابر اضافه بار و گسل اتصال کوتاه، چنین شکست ممکن است در هر هیئت مدیره و یا ماژول رخ می دهد. به منظور تحقق بخشیدن توابع مدار شکن، می توانید است مقایسه کنید. 1 و خروجی از تقویت کننده جریان بیش از حد آستانه، به منظور شکستن باز کردن درایور گیت در شکل 2. این تجسم جایگزین فیوز، فیوز چرا که واکنش آهسته است، و حاشیه بیش از حد گسترده پس از فیوز نیاز به منظور صرفه جویی در فضای هیئت مدیره جایگزین شود، آن مطلوب است به سوئیچ، حفاظت و نظارت بر اتوبوس قدرت خودرو جریان قدرت، استفاده از راه حل های یکپارچه.
کنترل قدرت مجتمع و راه حل های تله متری
LTC4282 است داغ swappable کنترل و قطع کننده مدار، ارائه تله متری انرژی و EEPROM (شکل 3)، با مسیر فعلی از ویژگی های نوآورانه دوگانه به پاسخگویی به نیازهای برنامه های کاربردی بالا در حال حاضر است. کنترل کننده های خارجی کنترل N کانال MOSFET، می تواند قدرت صاف به خازن بزرگ خازن، ورودی عرضه برای جلوگیری از تداخل مخرب و می رسد یک سطح، در نتیجه حصول اطمینان از ایمنی و خاموش کردن قدرت در محدوده 2.9V به 33V. LTC4282 مدار در ورودی رخ می دهد قدرت صفحه ورودی با دقت 0.7٪ و یا یک ADC 16 بیتی 12 از طریق یک I2C / SMBus هیئت مدیره رابط دیجیتال گزارش ولتاژ، جریان، توان و انرژی است. EEPROM داخلی به ثبت نام تنظیمات و ارائه غیر گسل ثبت اطلاعات ذخیره سازی جنسی، که تجزیه و تحلیل خطا و تجزیه و تحلیل در زمان توسعه و عملیات در سایت را تسریع می بخشد.
LTC4282 با دقت 2٪ از محدود کننده جریان مدار شکن، طراحی شده برای به حداقل رساندن جریان بیش از حد، که در قدرت بالا مهم تر است. هنگامی که جریان رخ می دهد از طریق، LTC4282 foldback حد فعلی، به درون یک ایست قابل تنظیم باقی بماند ماسفت قدرت ثابت است. زمان تایمر پس از قطع کننده مدار تایمر برای قطع ماژول معیوب و یک اتوبوس قدرت رایج است. ماژول آماده به کار ممکن است از اتوبوس برق جدا برای حفظ قدرت. قطع کننده مدار می توان به شیوه ای دیجیتال پیکربندی تنظیم آستانه اجازه می دهد تا برای تغییرات دینامیک با بار، یک مقدار مقاومت کوچک به منظور تسهیل در انتخاب مقاومت آشکارساز. پارامترهای الکتریکی تحت نظارت هستند مقادیر حداقل و حداکثر ثبت شده، زمانی که بیش از هشت آستانه قابل تنظیم، یک سیگنال هشدار است به منظور جلوگیری از صادر آسیب فاجعه بار به مدار چاپی، ماسفت که به طور مداوم نظارت، برای تشخیص اختلالات مانند ولتاژ گیت کم و فاضلاب - منبع از یک اتصال کوتاه و یا یک اختلاف فشار بزرگ است.
SOA مسیر به اشتراک گذاشته
اگر چه تنها با یک کنترل قدرت LTC4282، اما دو مسیر فعلی موازی برای محدود کردن جریان بار فراهم می کند. متعارف تک هیئت مدیره مدار بزرگ فعلی از کنترل با استفاده از یک کثرت از MOSFET به موازات کاهش در مقاومت، اما همه نیاز ماسفت دارای یک منطقه عامل امن بزرگتر (SOA) به منظور خیال راحت مقاومت در برابر خطا جریان بیش از حد، می تواند در نظر گرفته نمی شود به دلیل MOSFET فعلی مشترک در موازی در طول محدود کننده جریان. علاوه بر این، انتخاب ماسفت در یک سطح فعلی بالا تنگ است، قیمت ها، در SOA نمی تواند نگه داشتن و رها کردن با RDS (on) با جدا کردن در حال حاضر به حد مسیر دقیق فعلی دو همسان، LTC4282 MOSFET اطمینان خواهد داد که دو جریان به اشتراک گذاری حتی در یک وضعیت بیش از حد. برای برنامه های کاربردی 100A ، حد طراحی در حال حاضر برای هر 50A مسیر، و در نتیجه کاهش را SOA نیمه محدوده انتخاب ماسفت گسترش و کاهش هزینه های آن. این به عنوان یک 'بازی' یا 'موازی' پیکربندی توصیف، از دو مسیر یک ماسفت و مقاومت حس طراحی مشابه است.
علاوه بر این، LTC4282 ماسفت دو مسیر فعلی برای SOA را بیشتر تجزیه در مقاومت. در مورد بزرگ استرس بزرگ SOA شروع جریان هجومی محدود کردن ولتاژ ورودی و مانند آن مهم است. هنگامی که دروازه ماسفت به طور کامل روشن است، کم در مقاومت می توانید افت ولتاژ و از دست دادن قدرت در حین عملیات عادی را کاهش دهد. با این حال، این ها متناقض مورد نیاز، از ماسفت SOA معمولا با بهبود در مقاومت رو به وخامت گذاشته است. LTC4282 اجازه می دهد تا با استفاده از یک ماسفت داشتن یک مسیر می توانید وضعیت تنش اداره کند، و مسیر دیگری داشتن یک کم در مقاومت از ماسفت. این است که به نام پیکربندی شروع سلسله مراتبی است. به طور کلی، در هنگام راه اندازی، ولتاژ ورودی و محدود کردن جریان مرحله درمان استرس تغییر مسیر، و با RDS (on) موقعیت خاموش می ماند. با RDS (on) به مسیر بای پس است مسیر تنش تبدیل شده است، ارائه یک در مقاومت مسیر کم برای جریان بار در حین عملیات عادی، در نتیجه کاهش افت ولتاژ و قدرت استرس از دست دادن. اندازه های مختلف MOSFET بستگی دارد پس از راه اندازی، با شروع از دو پیکربندی، یعنی یک استرس کم (شکل 4) و استرس بالا است. شروع پیکربندی استرس بالا توصیه می شود استفاده از سطح فعلی به زیر 50A، به موازات، و برنامه های کاربردی درجه بندی استرس کم 50A بالا شروع پیکربندی با طراحی تک راه است برای مقایسه توصیه می شود، پایین ترین از یک MOSFET کم هزینه پیکربندی ارائه استرس درجه بندی شروع، هزینه در مورد گذرا است تحت قابلیت عملیات مستمر محدود است و نمی تواند با استفاده از جریان بار شروع می شود. شروع استرس بالا و تنظیمات موازی ممکن است فراهم شود تا شروع به تکمیل شود و یک گسل بار زمان چرخه تایمر دیگر، مدت زمان ممکن است در شرایط اضافه بار و ورودی تواند طولانی تر اجرا بدون وقفه مورد ولتاژ.
نتیجه گیری
در 20 سال گذشته، رانده فرمان هیدرولیک، ترمز ABS، راحتی، ایمنی ترافیک، سرگرمی و دیگر ویژگی های، سیستم های الکترونیکی مورد استفاده در خودرو به سرعت در حال افزایش است. با ماشین به توسعه جامع از اینترنت و کاملا مستقل از جهت سفر، سیستم های الکترونیکی باعث افزایش، که تقاضا برای قدرت باتری با ارزش را افزایش می دهد سرعت بخشیدن به. به علاوه دقت نظارت نزدیک بیکار باتری سیستم قدرت انتظار می رود که بهبود بهره وری با ارائه داده های الکتریکی سطح هیئت مدیره، قطع کننده مدار LTC4282 کاهش اندازه گیری قدرت و بار انرژی هر زیر سیستم، و بنابراین بار اندازه گیری و مصرف برق از کل خودرو را کاهش دهد. با رمان خود و مسیرهای جریان دو است که می تواند به روش های مختلف پیکربندی، LTC4282 تا حد زیادی تسهیل کیلووات مدار بزرگ فعلی طراحی هیئت مدیره اجازه می دهد تا برای هر دو SOA بزرگ و مقاومت کوچک در همان طراحی.