广告

解决混合动力汽车/电动汽车中的高压电流感应设计难题

2019-12-13 10:05:40 德州仪器TI 阅读:
电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例——无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV),总有新的设计难题要解决。在这篇技术文章中,我想要强调高压电流感应的一些主要挑战,并分享其他资源来帮助和简化您的设计过程。

电气化已为汽车动力系统创造了一个新的范例——无论该设计是混合动力汽车(HEV)还是电动汽车(EV),总有新的设计难题要解决。在这篇技术文章中,我想要强调高压电流感应的一些主要挑战,并分享其他资源来帮助和简化您的设计过程。 6dAednc

有关电流感应的介绍,请参阅我们的电子书“简化电流感应。” 6dAednc

高电压、高电流:(>200 A或更常见的1,000 A)

高电压(≥400 V)全电动系统旨在降低驱动车辆的牵引系统的电流消耗。这需要隔离解决方案,以便“热”高压侧能够向“冷”侧(连接到低压≤5-V微控制器或其他电路)提供电流测量。由于I2R的功耗,当用分流电阻器测量时,高电流就会出现问题。 6dAednc

如要在这些情况下使用分流器,意味着你必须选择低于100-µΩ的分流电阻器,但是这些电阻器往往比更为常见的毫欧级电阻器更大、更昂贵。另一种选择是使用磁性解决方案,但这些磁性解决方案与基于分流器的解决方案相比精度更低,且具有更高的温度偏移。如果克服了这些性能缺陷,则将极大地增加磁性解决方案的成本和复杂性。 6dAednc

利用这些设计资源了解更多信息: 6dAednc

·  “双DRV425母线应用的设计注意事项。”6dAednc

·   “母线运行原理。”6dAednc

高电压, 低电流(>400 V 和 <500 A)

此外,高电压需要一个隔离解决方案。从电流的角度来看,只要低于100 A基本上就是基于分流器的解决方案。在100 A和500 A之间,选择分流器还是磁性解决方案需要权衡成本、性能和解决方案尺寸。白皮书介绍了: 6dAednc

·  “在车载充电器和DC/DC转换器中比较基于分流器和基于霍尔的电流感应解决方案。”6dAednc

48-V导轨上的精度测量,低电流(<100 A)

48-V导轨的主要设计挑战是满足您的要求所需的生存性电压,其可能高达120 V。在一些48-V的电机系统中,需要高精度电流测量来使电机效率达到峰值。这些电机系统可能包含牵引逆变器、电动助力转向系统或带启动发电机。在线测量可以显示最精确的实际电机电流,但由于存在高速脉冲宽度调制(PWM)信号,因此也非常具有挑战性,正如以下所述: 6dAednc

·  “带增强PWM抑制的低漂移、高精度、在线电机电流测量。”6dAednc

对于非电机48-V系统,如DC/DC转换器或电池管理系统(BMS),实现双向DC电流测量比实现切换性能更为关键,正如以下所述:6dAednc

·  “带瞬态保护的高压侧双向电流感应电路。”6dAednc

消除低侧感应的高压共模电压要求

低压侧电流感应降低了一些放大器的要求:输入端不需要经受高压,因为低压侧感应的共模是接地-0 V。 6dAednc

放大器的共模电压范围必须包括0 V,以便在低侧测量。如果应用是电机低侧相电流测量,则放大器必须具有很高的压摆率,以调整打开和关闭的开关,正如以下所述: 6dAednc

·  “三相系统的低漂移、低侧电流测量。” 6dAednc

对于非电机应用,你的选择取决于实现的精度要求。参阅: 6dAednc

·  “低侧电流检测电路集成。”6dAednc

·  “外部电流检测放大器与用于电流感测的集成车载放大器。”6dAednc

测量BMS中的多段电流

高精度、多段电流测量(从毫安到1kA)是要在单个解决方案中解决的重大挑战。磁性解决方案不能很好地测量低电流,因为它们的偏移等级较高和漂移较明显。由于极低的差动输入电压水平,基于分流器的测量需要非常低的偏移,以便能够测量低于100-μΩ的子分流电阻器上的低电流。 6dAednc

例如,BMS可能想要测量±1,500 A。对于0-A输出电压和20增益的±2.5-V输出摆幅的双向测量中,最大输入电压为±125 mV。这导致分流电阻器的值≤ 83 µΩ。这个分流器在100mA时的电压降只有8.3µV,这意味着你需要一个具有极低偏移的放大器系统来测量这个电平。如果系统的偏移为1 µV,则此电平误差为~16%。 6dAednc

如要了解更多,请阅读: 6dAednc

·   “HEV和EV中用于BMS应用的基于分流器的电流感应解决方案。”6dAednc

电磁阀中的电流感应可实现更平稳的驱动

许多汽车应用使用比例电磁阀,但在高压电流感应方面,比例电磁阀主要用于自动变速器。比例电磁阀可在换档或运行液压泵时提供平稳的驾驶体验。电磁阀的驱动能力主要取决于两个因素:电磁阀驱动和电磁阀位置感测。 6dAednc

高精度的电流测量能够实现对电磁柱塞位置的精确闭环控制。 6dAednc

电磁阀应用中的电流传感器遵循分流原理。脉冲宽度调制信号可用过毫欧分流器在电磁阀上流动。此毫欧分流器集成在电流检测放大器的内部或外部,具体取决于电流范围。 6dAednc

有关电磁阀电流传感器的更多详细信息,请查看: 6dAednc

·   “汽车电磁阀中的电流感应动力学。6dAednc

·   “带高精度电流传感器参考设计的汽车比例电磁阀.”6dAednc

·   “汽车比例电磁阀电流传感器的参考设计。”6dAednc

电流感应是汽车设计中提高电气化水平的的基础元件,特别是在高压系统中。尽管现代汽车对传感器的要求比以往任何时候都要高,但我在本文中提供的链接资源可以帮助你设计一个性能强大且功率传输安全的动力系统。6dAednc

感谢我的同事Sandeep Tallada为本文的电磁阀部分贡献了他的专业知识。6dAednc

 6dAednc

  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 商务部暂停天然砂对台湾地区出口,台积电难受了 据EDN电子技术设计了解,商务部网站8月3日早晨8点发布最新消息,表示将从即日起暂停天然砂对台湾地区出口。不少网友认为暂停天然砂对台湾地区的出口,此举将严重影响台湾的建筑业,实则影响不仅仅如此。台湾地区天然砂进口量的90%以上来自大陆,而台湾芯片占台湾2021年出口额的34.8%。网友称商务部暂停天然砂对台湾地区出口是捏到了台湾半导体制造业的七寸。
  • 工程师开发出可以看到身体内部的贴纸 麻省理工学院的工程师设计了一种贴片,可以产生身体的超声图像。这种邮票大小的设备贴在皮肤上,可以提供 48 小时内脏器官的连续超声成像。
  • 核酸采样机器人将取代“大白”?用了哪些技术保证采样准 取棉签、核酸采样、储存核酸采样管、设备消杀……动作精准流畅,今后给你核酸采样的可能不再是“大白”,而是机器人。EDN小编就带大家来看看,目前已被使用的核酸采样机器人有哪些?
  • Microchip CEO Steve Sanghi:“领导者应独出心裁” 我能给出的主要建议是,领导者应独出心裁。领导者在领导他人看问题和做事情时应与众不同,并应能变不可能为可能。我们要勇于挑战自己,多和有能力的人相处。还要为员工下放更多的权力,以便促进他们释放出自己的全部潜力。
  • 电容器鼓包是怎么回事?需要更换吗? 显然,鼓包的电容是坏电容,需要更换。但每个看上去鼓包的电容就真的鼓包了吗?
  • 利用IIoT进行智能水资源管理 我们需要有效的水资源管理,通过减少浪费和更有效地回收废水来节约用水。通过防洪减灾来保护脆弱的城市和基础设施也是如此。那么我们可以做些什么来解决这些问题呢?工业物联网(IIoT)可能会提供一些潜在的解决方案。
  • 台湾禁止向俄罗斯和白俄罗斯出口超过25MHz的芯片 日前,台湾经济部(MOEA)正式公布了禁止向俄罗斯和白俄罗斯出口的高科技产品清单,该清单禁止台湾生产的各种高科技设备以及用于制造芯片的工具出口到俄罗斯。经济部补充说该名单符合瓦森纳安排的第 3 类至第 9 类,涵盖电子、计算机、电信、传感器、激光、导航设备、海事技术、导航、航空电子设备、喷气发动机和许多其他类别。
  • 是这些技术让残疾人都能享有无障碍性 每四人当中就有一人受到残疾困扰,无线通信技术帮助残障人士都能拥有充满机会的包容性未来。
  • 台湾地区用了哪些智能技术应对COVID-19危机? 全球自2019年底受到新冠肺炎(COVID-19)疫情的影响,到2022年的今天都还无法恢复,这两年来我们使用智能技术提升了很多关于防疫和抗疫的设备和策略,如对于病毒的检测,人口密度的排查,疫苗的恒温和数据整合等等..
  • 远程医疗可以做很多好事,但它会变得太强大吗 多年来,远程医疗取得了长足的发展,使更多人更容易获得和负担得起医疗服务。 今天的远程医疗应用程序使患者足不出户就可以咨询医生,并让医生同时远程监控多名患者的健康状况——例如患有慢性病的患者。
  • 2021年MIPI三个值得关注的更新:MIPI I3C Basic、A-PH 在2021年,MIPI 为移动、物联网 (IoT)、汽车和相关行业采用了创纪录数量的新的和更新的接口规范。尤其是 2021 年的三个关键版本引起了媒体的极大兴趣和报道: MIPI I3C Basic℠
  • 雅培为远程医疗的未来做准备 在经历了两年的全球健康危机之后,没有什么比让雅培董事长兼首席执行官罗伯特福特在今年的消费电子展 (CES) 上成为中心舞台更自然的事情了。当然,有必要刮掉经过深思熟虑的主题演讲,并像电视真人秀一样精心编排,以了解该组织在远程医疗技术方面的愿景和进步。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了