解決混合動力汽車電動汽車中的高壓電流感應設計難題
發布時間:2019-12-11 責任編輯:wenwei
【導讀】電氣化已為汽車動力係統創造了一個新的範例——無論該設計是混合動力汽車(HEV)還是電動汽車(EV),總zong有you新xin的de設she計ji難nan題ti要yao解jie決jue。在zai這zhe篇pian技ji術shu文wen章zhang中zhong,我wo想xiang要yao強qiang調tiao高gao壓ya電dian流liu感gan應ying的de一yi些xie主zhu要yao挑tiao戰zhan,並bing分fen享xiang其qi他ta資zi源yuan來lai幫bang助zhu和he簡jian化hua您nin的de設she計ji過guo程cheng。

有關電流感應的介紹,請參閱我們的電子書“簡化電流感應。”
高電壓、高電流:(>200 A或更常見的1,000 A)
高電壓(≥400 V)全電動係統旨在降低驅動車輛的牽引係統的電流消耗。這需要隔離解決方案,以便“熱”高壓側能夠向“冷”側(連接到低壓≤5-V微控製器或其他電路)提供電流測量。由於I2R的功耗,當用分流電阻器測量時,高電流就會出現問題。
如要在這些情況下使用分流器,意味著你必須選擇低於100-µΩ的分流電阻器,但是這些電阻器往往比更為常見的毫歐級電阻器更大、更(geng)昂(ang)貴(gui)。另(ling)一(yi)種(zhong)選(xuan)擇(ze)是(shi)使(shi)用(yong)磁(ci)性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an),但(dan)這(zhe)些(xie)磁(ci)性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)與(yu)基(ji)於(yu)分(fen)流(liu)器(qi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)相(xiang)比(bi)精(jing)度(du)更(geng)低(di),且(qie)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)的(de)溫(wen)度(du)偏(pian)移(yi)。如(ru)果(guo)克(ke)服(fu)了(le)這(zhe)些(xie)性(xing)能(neng)缺(que)陷(xian),則(ze)將(jiang)極(ji)大(da)地(di)增(zeng)加(jia)磁(ci)性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)。
利用這些設計資源了解更多信息:
·“雙DRV425母線應用的設計注意事項。”
· “母線運行原理。”
高電壓, 低電流(>400 V 和 <500 A)
此外,高電壓需要一個隔離解決方案。從電流的角度來看,隻要低於100 A基本上就是基於分流器的解決方案。在100 A和500 A之間,選擇分流器還是磁性解決方案需要權衡成本、性能和解決方案尺寸。白皮書介紹了:
·“在車載充電器和DC/DC轉換器中比較基於分流器和基於霍爾的電流感應解決方案。”
48-V導軌上的精度測量,低電流(<100 A)
48-V導軌的主要設計挑戰是滿足您的要求所需的生存性電壓,其可能高達120 V。在一些48-V的電機係統中,需要高精度電流測量來使電機效率達到峰值。這些電機係統可能包含牽引逆變器、電動助力轉向係統或帶啟動發電機。在線測量可以顯示最精確的實際電機電流,但由於存在高速脈衝寬度調製(PWM)信號,因此也非常具有挑戰性,正如以下所述:
·“帶增強PWM抑製的低漂移、高精度、在線電機電流測量。”
對於非電機48-V係統,如DC/DC轉換器或電池管理係統(BMS),實現雙向DC電流測量比實現切換性能更為關鍵,正如以下所述:
·“帶瞬態保護的高壓側雙向電流感應電路。”
消除低側感應的高壓共模電壓要求
低壓側電流感應降低了一些放大器的要求:輸入端不需要經受高壓,因為低壓側感應的共模是接地-0 V。
放大器的共模電壓範圍必須包括0 V,以便在低側測量。如果應用是電機低側相電流測量,則放大器必須具有很高的壓擺率,以調整打開和關閉的開關,正如以下所述:
·“三相係統的低漂移、低側電流測量。”
對於非電機應用,你的選擇取決於實現的精度要求。參閱:
·“低側電流檢測電路集成。”
·“外部電流檢測放大器與用於電流感測的集成車載放大器。”
測量BMS中的多段電流
高精度、多段電流測量(從毫安到1kA)是shi要yao在zai單dan個ge解jie決jue方fang案an中zhong解jie決jue的de重zhong大da挑tiao戰zhan。磁ci性xing解jie決jue方fang案an不bu能neng很hen好hao地di測ce量liang低di電dian流liu,因yin為wei它ta們men的de偏pian移yi等deng級ji較jiao高gao和he漂piao移yi較jiao明ming顯xian。由you於yu極ji低di的de差cha動dong輸shu入ru電dian壓ya水shui平ping,基ji於yu分fen流liu器qi的de測ce量liang需xu要yao非fei常chang低di的de偏pian移yi,以yi便bian能neng夠gou測ce量liang低di於yu100-μΩ的子分流電阻器上的低電流。
例如,BMS可能想要測量±1,500 A。對於0-A輸出電壓和20增益的±2.5-V輸出擺幅的雙向測量中,最大輸入電壓為±125 mV。這導致分流電阻器的值≤ 83 µΩ。這個分流器在100mA時的電壓降隻有8.3µV,這意味著你需要一個具有極低偏移的放大器係統來測量這個電平。如果係統的偏移為1 µV,則此電平誤差為~16%。
如要了解更多,請閱讀:
· “HEV和EV中用於BMS應用的基於分流器的電流感應解決方案。”
電磁閥中的電流感應可實現更平穩的驅動
許(xu)多(duo)汽(qi)車(che)應(ying)用(yong)使(shi)用(yong)比(bi)例(li)電(dian)磁(ci)閥(fa),但(dan)在(zai)高(gao)壓(ya)電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)方(fang)麵(mian),比(bi)例(li)電(dian)磁(ci)閥(fa)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)自(zi)動(dong)變(bian)速(su)器(qi)。比(bi)例(li)電(dian)磁(ci)閥(fa)可(ke)在(zai)換(huan)檔(dang)或(huo)運(yun)行(xing)液(ye)壓(ya)泵(beng)時(shi)提(ti)供(gong)平(ping)穩(wen)的(de)駕(jia)駛(shi)體(ti)驗(yan)。電(dian)磁(ci)閥(fa)的(de)驅(qu)動(dong)能(neng)力(li)主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於(yu)兩(liang)個(ge)因(yin)素(su):電磁閥驅動和電磁閥位置感測。
高精度的電流測量能夠實現對電磁柱塞位置的精確閉環控製。
diancifayingyongzhongdedianliuchuanganqizunxunfenliuyuanli。maichongkuandutiaozhixinhaokeyongguohaooufenliuqizaidiancifashangliudong。cihaooufenliuqijichengzaidianliujiancefangdaqideneibuhuowaibu,jutiqujueyudianliufanwei。
有關電磁閥電流傳感器的更多詳細信息,請查看:
· “汽車電磁閥中的電流感應動力學。”
· “帶高精度電流傳感器參考設計的汽車比例電磁閥.”
· “汽車比例電磁閥電流傳感器的參考設計。”
電(dian)流(liu)感(gan)應(ying)是(shi)汽(qi)車(che)設(she)計(ji)中(zhong)提(ti)高(gao)電(dian)氣(qi)化(hua)水(shui)平(ping)的(de)的(de)基(ji)礎(chu)元(yuan)件(jian),特(te)別(bie)是(shi)在(zai)高(gao)壓(ya)係(xi)統(tong)中(zhong)。盡(jin)管(guan)現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)對(dui)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)要(yao)求(qiu)比(bi)以(yi)往(wang)任(ren)何(he)時(shi)候(hou)都(dou)要(yao)高(gao),但(dan)我(wo)在(zai)本(ben)文(wen)中(zhong)提(ti)供(gong)的(de)鏈(lian)接(jie)資(zi)源(yuan)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)你(ni)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)性(xing)能(neng)強(qiang)大(da)且(qie)功(gong)率(lv)傳(chuan)輸(shu)安(an)全(quan)的(de)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)。
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