专用MCU对车载充电器设计来说至关重要

发布时间:2023-03-16 阅读量:833 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

解决“里程焦虑”对于专注于电动汽车(EV)的工程师来说至关重要。由于内燃机(ICE)车辆的续航里程和加油体验,消费者的期望很难改变。

 

电池容量是考虑因素之一。随着设计人员努力通过扩大储能容量和逐步提高效率来优化范围,它的尺寸和电压都在增加。汽车电子设备的尺寸和重量,尤其是线束,也是优化的目标。这些因素对每次充电的车辆续航里程有着重大影响,然而,它们是一把双刃剑。更大的电池需要更长的充电时间,在越野旅行中在充电站停车4个小时是不可接收的。

 

更高的直流母线电压需要采用不同的能量转换技术,车辆模块必须具有符合ISO 26262标准的安全且可靠的尖端性能。此外,某些关键性能指标(KPI)目标,例如提高能量密度(kW/L)和比功率(kW/kg),使车载充电器(OBC)等系统的设计更具挑战性。

 

OBC架构

 

OBC是能源“价值链”的关键部分。电池的大小决定了OBC的输出功率,它的主要作用是将来自电网的能量转换为电池管理系统(BMS)用来为电池组充电的直流电。OBC必须这样做,同时遵守严格的排放要求并满足其KPI

 

设计人员会采用不同的架构来实现他们的目标。他们会根据几个目标——包括输入功率的性质(相数)、成本/效率目标,以及设计是否需要支持车辆到电网(V2G)的能量传输(需要双向架构)——在若干方法中进行选择。另一方面,模块的体积和重量很大程度上取决于电容器、电感器和变压器等分立元器件。这些元器件限制了能量密度性能。

 

专用MCU对车载充电器设计来说至关重要

 

上述示例显示了基于SiC的OBC参考设计

 

800V及以上电动汽车中更高电压的出现,推动了宽禁带(WBG)半导体技术在能量转换应用中的使用,尤其是连接到直流母线的那些应用,包括OBCBMS和牵引逆变器。对于OBC,碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)正在成为支持更高电压和额定功率的首选技术。

 

SiC是理想的选择,因为它支持在非常高的电压和温度下高效运行。它还能降低成本和尺寸,因为它所需的冷却装置体积较小、价格低廉。SiCGaN支持比硅更高的开关频率,当与更快的控制回路结合使用时,宽禁带器件可以显著缩小对分立元器件的空间要求,如图3所示。接下来,具有增强数字控制功能的先进MCU架构,能够支持更快的开关和控制回路,从而提供有助于实现能量密度和成本等设计目标的集成水平。

 

方案介绍

 

选用K64 Kinetis MCU的水表抄表集中器

 

专用MCU对车载充电器设计来说至关重要 

 

1.方案介绍:  

 

水表集中器是专门针对水表抄表的集中器,采用NXP MK60DN512ZVLQ10,具有扩展性好和处理能力强等优点。下行通过MBUS接口实现与水表的通信,同时能通过上行信道与主站或手持设备(红外)进行数据交换,其上行信道为以太网或者无线通信模块,可通过更换通信模块直接改变通信方式,同时增加了485通信接口。Mk60运行MQX系统,加上USB bootload功能,使得用于可以方便通过优盘对集中器的应用程序进行升级。  

 

2.方案核心优势:  

 

采用K60的集中器具有扩展性好和预算能力强的特点,支持USB固件升级,随着客户对性能要求的提高,可以选用K64或者更高级而PIN-PIN兼容的Kinetis MCU,降低硬件的开发成本;  

 

3.方案应用细分市场:  

 

该方案主要应用于水表抄表。

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框图:

 

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支持单芯片和通用MCU的智能家居载波墙壁开关

 

专用MCU对车载充电器设计来说至关重要 

 

1.方案介绍:

 

该方案采用MKL05带触摸功能的MCU,实现了在智能家居面板触摸检测的功能,节省板子空间并降低了方案成本。

 

基于窄带载波解决方案,采用了是我司代理的nxp的M0+内核mcu。

 

主要采用了MKL05内部的UART以及TOUCH,以及timer,GPIO等功能单元。

 

2.主要功能和性能参数:

 

a、支持单芯片实现触摸功能和通用MCU

 

b、小的封装体积

 

c、与现有PLC实现uart互通

 

3.方案应用细分市场:

 

a、智能电网

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框图:

 

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