0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

信号在48V轻度混合系统中是否需要隔离?

德州仪器 来源:德州仪器 2020-05-29 16:50 次阅读

传统内燃机车辆与混合电动车辆(HEV)或电动车辆(EV)之间的一个主要区别之一是存在多节电池和电压等级。内燃机由单个12V或24V电池(通常是铅酸电池)运行。但是,HEV和EV使用的二次高压电池的范围从48V(HEV)到更高的电压400V至800V(EV)。

多电压电平的存在需要隔离来保护低压电路免受高压影响。显然,对于400V及以上的电池,您需要隔离,但在48V轻度混合系统中是否需要隔离?让我们来分析一下。

48V HEV中的隔离

即使电压不高达400V或800V,隔离对于48V混合动力汽车来说也很重要,究其原因有很多种,其中包括增强的抗抗噪性能和故障保护。

图1所示为一个起动发电机系统,其中包括H桥和场效应晶体管(FET)的功率级处在48V侧。这些FET的开关会引起电压瞬变(dv/dt),这可能会在48V接地端产生一些共模噪声。没有任何隔离的情况下,该噪声将与12V端侧耦合,并影响低压侧电路的信号完整性。通过在两侧之间增加隔离,如图1所示,您可提高共模瞬变抗扰度和信号完整性。

图1:48 V HEV中的启动器/发电机子系统

在图2中,电池管理系统(BMS)中的48 V电池组和微控制器MCU)位于高电压侧,而MCU使用控制器局域网(CAN)协议与电子控制单元进行通信。如果48 V侧出现故障,则电压可能会出现在12 V侧。低电压侧的电路组件(本例中为CAN收发器)可能无法承受高电压,且可能会损坏。在低压侧的CAN收发器与高压侧的微控制器之间使用隔离器将确保低压电路的安全性,即使在高压侧有故障发生。

德国汽车工业协会320(VDA320)标准指定了汽车电气和电子部件的故障电流测试(E48-20),其中测试电压应用于48V/12V隔离层,12V 和 48V 系统之间的预期电流必须小于 1 微安。配备隔离器可确保电流符合这一标准。

图2:48V BMS框图

如果您正在设计48V HEV系统,并正在寻找与48V侧接口的隔离器件。基于接口标准,有一些选件可用于48V侧和12V侧之间的通信。

对于需要在12V和48V侧之间进行串行外围设备接口(SPI)、通用异步接收器发送器(UART)或通用输入/输出(GPIO)通信的设计,您可以使用数字隔离器,例如ISO7741-Q1或ISO7721-Q1,具体取决于所需的隔离通道数。

当您正在使用I2C通信来节省信号迹线数时,隔离式I2C器件,例如ISO1540-Q1(双向数据,双向时钟)ISO1541-Q1 (双向数据,双向时钟)可满足此用途。

如果两侧之间存在CAN通信并且需要隔离时,您可以添加一个数字隔离器(例如ISO7721-Q1)与CAN收发器串联,或者使用集成的隔离式CAN器件(例如ISO1042-Q1)来节省空间。

数据通信只是解决方案的一部分。您还必须隔离两侧之间的电源,您可以使用反激式、反降压或推挽拓扑实现这一隔离。对于局部电源(例如,隔离式CAN收发器的电源),可以考虑可与外部变压器、整流器和低压降稳压器一起使用的变压器驱动器,例如SN6501-Q1、SN6505A-Q1或SN6505B-Q1,以生成简单的隔离式电源,如图3所示。

图3:具有稳定输出的隔离式电源的简易电路

SN6501-Q1、SN6505A-Q1或SN6505B-Q1之间的主要区别在于每个驱动器的输出电流、是否存在可减少辐射的扩频和不同的开关频率。这些选项使您能够选择正确的器件,以满足系统的辐射标准和电源要求。


尽管我已经在48 V HEV的背景下讨论了这些解决方案,但这些器件系列的隔离规格和更广泛的封装选项使这些系列也适用于电池电压更高的EV。可以在对 EV 设计进行少量修改的情况下重复使用HEV子系统的隔离部分,从而节省设计和布局时间。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 发电机
    +关注

    关注

    26

    文章

    1634

    浏览量

    67613
  • 共模
    +关注

    关注

    1

    文章

    52

    浏览量

    14969

原文标题:为什么信号隔离在48V HEV/EV系统中十分重要

文章出处:【微信号:tisemi,微信公众号:德州仪器】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    48V HEV/EV系统信号隔离的重要性分析

    多电压电平的存在需要隔离来保护低压电路免受高压影响。显然,对于400V及以上的电池,您需要隔离,但在48
    发表于 06-23 15:59 1879次阅读
    <b class='flag-5'>在</b><b class='flag-5'>48V</b> HEV/EV<b class='flag-5'>系统</b>中<b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>隔离</b>的重要性分析

    汽车48V电源或将成现实?

    电气系统,以及简化装配威廉希尔官方网站 ,和降低整体系统成本。平均估计48V轻度混合动力系统将提供减少10-2
    发表于 10-31 08:45

    48V汽车应用对电流隔离有什么要求?

    48V汽车应用隔离的需求持续增长。这是一种紧凑、高效、稳健、低噪声的方法,可通过CAN接口隔离48V
    发表于 08-09 07:25

    信号隔离48V HEV/EV系统的重要性

    多电压电平的存在需要隔离来保护低压电路免受高压影响。显然,对于400V及以上的电池,您需要隔离,但在48
    发表于 11-08 08:08

    劲爆消息:大众T-ROC量产版搭载全新的48V轻度混合动力系统

    日前,我们通过国外媒体获悉,大众旗下的全新小型SUV——T-ROC量产版有望搭载一套全新的48V轻度混合动力系统,并将于9月12日开幕的2017法兰克福车展正式亮相。
    发表于 07-05 16:03 1300次阅读

    拥有48V轻度混合动力的奥迪A8L具有哪些功能?

    这样的功能就都能实现了。发动机负责车辆驱动和产生电能,MHEV是无法纯电动行驶的。2018款全新奥迪A8L是一种48V轻度混合动力电动车(MHEV)。多一个48V蓄电池,电机就是起动
    发表于 08-12 08:28 3913次阅读

    适用于轻度混合动力汽车的48V汽车系统

    关键词:轻度混合 , 48V , 电池系统 作者:安森美半导体系统设计工程师John Grabowski 前言 随着全球各地对环境状况(特别
    发表于 10-12 18:34 286次阅读

    关于全新48V轻度混合动力系统的性能分析和应用介绍

    从环境的角度来看,48V系统节能减排方面有着巨大的潜力。据估计,1,100万辆48V轻度混合
    的头像 发表于 10-31 17:28 2895次阅读

    48V混合动力系统的介绍

    作为入门级的混合动力,48V系统可谓“麻雀虽小,五脏俱全”
    的头像 发表于 08-10 10:35 7148次阅读

    德国马勒推出新款48V电池 安全和成本方面更具优势

    据外媒报道,德国马勒(MAHLE)全资工程服务部门马勒Powertrain推出了新款48V电池,可用于轻度混合电动汽车,将存储和释放的回收能量实现最大化,从而显著提高轻混车型的效率,节省12%至15
    发表于 11-14 15:00 2510次阅读

    48V无光隔离应用

    48V无光隔离应用
    发表于 05-22 10:25 3次下载
    <b class='flag-5'>48V</b>无光<b class='flag-5'>隔离</b>应用

    为何信号隔离48V HEV/EV系统十分重要

    池的范围从48V(HEV)到更高的电压400V至800V(EV)。 多电压电平的存在需要隔离来保护低压电路免受高压影响。显然,对于400
    的头像 发表于 01-19 13:50 1613次阅读
    为何<b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>隔离</b><b class='flag-5'>在</b><b class='flag-5'>48V</b> HEV/EV<b class='flag-5'>系统</b><b class='flag-5'>中</b>十分重要

    轻度混合动力车的功率MOSFET

    混合动力和电池电动汽车的活动在世界上加速,但你知道轻度混合动力车吗?混合动力和电池电动汽车的电池电压系统采用数百伏特以上的高压。对于超过60
    的头像 发表于 04-25 11:46 1233次阅读
    <b class='flag-5'>轻度</b><b class='flag-5'>混合</b>动力车的功率MOSFET

    为什么信号隔离48V HEV/EV系统十分重要

    为什么信号隔离48V HEV/EV系统十分重要
    发表于 10-31 08:23 0次下载
    为什么<b class='flag-5'>信号</b><b class='flag-5'>隔离</b><b class='flag-5'>在</b><b class='flag-5'>48V</b> HEV/EV<b class='flag-5'>系统</b><b class='flag-5'>中</b>十分重要

    迎来“CASE”时代的汽车趋势和威廉希尔官方网站 课题(1) ~48V系统轻度混合动力车~

    遇到了威廉希尔官方网站 方面的各种课题。本专栏,我们将从围绕此类汽车的威廉希尔官方网站 趋势中介绍与电子产品相关的主题。 本次是第一次,我们将介绍以欧洲为中心逐渐推广的轻度混合动力车,以及伴随
    的头像 发表于 05-14 18:03 502次阅读
    迎来“CASE”时代的汽车趋势和威廉希尔官方网站
课题(1) ~<b class='flag-5'>48V</b><b class='flag-5'>系统</b><b class='flag-5'>轻度</b><b class='flag-5'>混合</b>动力车~