《電子技術(shù)應(yīng)用》
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數(shù)字隔離在新能源汽車中的應(yīng)用
摘要: 汽車、卡車和摩托車中采用的混合動(dòng)力和電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng),在交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)引發(fā)了新的、前所未知的挑戰(zhàn)。原來的12V電壓網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在需輔之以400V或更高的電池  電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置,也稱電源供應(yīng)器,它提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能,從而對(duì)汽車OEM和系統(tǒng)模塊供貨商提出了一系列全新要求。
Abstract:
Key words :

1 交通應(yīng)用中的隔離要求

  汽車、卡車和摩托車中采用的混合動(dòng)力和電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng),在交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)引發(fā)了新的、前所未知的挑戰(zhàn)。原來的12V電壓網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在需輔之以400V或更高的電池  電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置,也稱電源供應(yīng)器,它提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能,從而對(duì)汽車OEM和系統(tǒng)模塊供貨商提出了一系列全新要求。諸如高壓電池、DC/DC轉(zhuǎn)換器。
 

圖1:電動(dòng)車典型系統(tǒng)架構(gòu)。

  與工業(yè)應(yīng)用相較,汽車和運(yùn)輸應(yīng)用對(duì)隔離有著不同要求。堅(jiān)實(shí)可靠當(dāng)然是必須的,而對(duì)磁“噪聲”也必須要有強(qiáng)大抵抗力。車內(nèi)的大功率水平(如工作在400V的 100KW馬達(dá),意味著250A的工作電流)會(huì)在車內(nèi)產(chǎn)生必須妥善處理的強(qiáng)磁場(chǎng)。所用零件的使用期限必須足夠長(zhǎng)以滿足車輛預(yù)期壽命要求;例如必須滿足大型運(yùn)輸應(yīng)用幾十年的使用要求。用于汽車環(huán)境的產(chǎn)品,將推動(dòng)對(duì)汽車應(yīng)用質(zhì)量(Q1)的要求,以及要滿足-40至+125℃的工作溫度范圍。

  同時(shí),這些領(lǐng)域的成本壓力,將推動(dòng)對(duì)更高系統(tǒng)整合度的要求,因此,具備隔離功能的單芯片產(chǎn)品,如CAN收發(fā)器、ADC或門極驅(qū)動(dòng)器等組件就展現(xiàn)出了優(yōu)勢(shì)。

  2 不同的數(shù)字隔離技術(shù)

  原則上,有四種不同的數(shù)字隔離方法:式,電容式和射頻式。以下將介紹前三種方法。

 

 

圖3:TI的ISO72xx系列裸片照片,右側(cè)的接收器芯片上采用了二氧化硅隔離。

  兩個(gè)信道同時(shí)允許直流和交流通訊,此外,它還具有故障防范功能。

  基本AC信道使用輸入信號(hào),并在過濾后透過由隔離電容組成的差分對(duì)傳輸該信號(hào)。然后,接收芯片上的施密特觸發(fā)器的輸入端對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),最后經(jīng)輸出緩沖器輸出該接收到的信號(hào)。它可實(shí)現(xiàn)非常高速的傳輸、輕微脈寬失真和短傳輸延遲,但不能發(fā)送DC信號(hào)。

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