HEV / EV - DC / DC преобразователь

Проект PMP9498 представляет собой полноценное аппаратное решение устройства защиты для автомобильных систем, нуждающихся в защите от включения батареи с обратной полярностью, повышенного напряжения и повышенного тока. Также в данном проекте для цифрового управления подключением и отключением нагрузки к / от входного напряжения питания используется выключатель нагрузки. Данный проект соответствует требованиям по низкому значению потребляемого тока в выключенном состоянии при применении в автомобильной технике и имеет источник высокого тока затвора (типовое значение тока 30 мА) для управления высокомощными полевыми транзисторами в системах с высоким током.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Реализован по 3-фазной топологии увеличения мощности с цифровым управлением и поддержкой выходной мощности до 400 Вт;
• Схема цифрового управления позволяет не использовать повышение напряжения, если оно находится в пределах нормы;
• Схема защиты от реверсного включения аккумуляторной батареи выполнена на основе N-канального MOSFET транзистора, что позволяет уменьшить рассеиваемую мощность по сравнению с реализацией подобной защиты на диоде;
• Эксплуатационный диапазон входного напряжения от 6 В до 16 В и защита от напряжения 36 В, возникающего при выключении нагрузки;
• Модуль может использоваться в приложениях с двигателями, работающими в режиме старт/стоп.

На сегодняшний потребляемая автомобилем мощность составляет порядка 3 кВт, а через 5 лет она будет составлять около 10 кВт, и батарея с напряжением 12 В неспособна генерировать подобную мощность. Данный двунаправленный преобразователь 48 В – 12 В представляет собой решение, удовлетворяющее высоким требованиям по мощности благодаря наличию двух фаз, на каждой из которых генерируется выходной ток до 28 А. Данное решение позволяет управлять током в обоих направлениях на обеих фазах благодаря использованию модуля управления  C2000 и программной защиты от повышенного тока и повышенного напряжения. Данный двунаправленный преобразователь 48 В – 12 В позволяет избавиться от необходимости в использовании стабилизатора напряжения и распределяет мощность более равномерно. Батарея с напряжением 48 В может использоваться для питания двигателей с высоким крутящим моментом и прочих высокомощных компонентов, таких как компрессоры кондиционеров воздуха и ЭУР, без необходимости в изменении нагрузок, работающих от батареи с напряжением 12 В.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Двунаправленный источник питания с номинальными значениями напряжений 48 В – 12 В
• Две фазы, на каждой из которых генерируется ток нагрузки до 28 А
• Способен управлять нагрузкой с общим током до 56 А
• 2 SM72295 на каждой фазе
• Один модуль управления C2000
• Графический интерфейс пользователя для мониторинга и управления передачей питания; программная защита от повышенного тока и повышенного напряжения

TIDA-00653 представляет собой базовый проект неизолированного двунаправленного преобразователя напряжения 48 В – 12 В с цифровым контроллером питания UCD3138 для применения с батареями с напряжением 48 В. Данный проект имеет гибкую возможность работы как в переходном режиме с переключением при нулевом напряжении (ZVS) для оптимизации КПД при небольших нагрузках, так и в режиме переключения при ненулевом напряжении для простоты дизайна системы. Данный двунаправленный преобразователь имеет автоматический пропуск фаз, смещение для небольших нагрузок, а также адаптивную оптимизацию времени простоя для увеличения КПД до уровня свыше 96%. Благодаря значительному увеличению КПД уменьшены тепловые потери, и в случае применения в автомобиле не требуется воздушное или жидкостное охлаждение. Кроме того, использование контроллера частоты UCD3138 и аппаратного конечного автомата обеспечивает малые габариты и освобождает центральный процессор системы от выполнения других функций, как, например, управление батареей.

Данный базовый проект имеет характер аппаратного решения.

• Переходный режим работы с переключением при нулевом напряжении (ZVS) для оптимизации КПД при небольших нагрузках
• Практически нулевая задержка включения запасной батареи (менее 9 мкс) для недопущения потери питания в ваших приложениях
• КПД 96% в широком ряду условий эксплуатаций для наибольшей на рынке длительности работы батареи
•  Уменьшенный объём фильтра электромагнитных помех для компактности проекта

Базовый проект двунаправленного DC/DC-преобразователя 400 В – 12 В представляет собой реализацию изолированного двунаправленного DC/DC-преобразователя на базе микроконтроллера. Полный мост со фазовым сдвигом (PSFB) с синхронным выпрямлением управляет потоком мощности от шины / батареи с напряжением 400 В к батарее с напряжением 12 В в понижающем режиме, а двухтактное звено управляет обратным потоком мощности от низковольтной батареи к высоковольтной шине / батарее в повышающем режиме. В данном проекте управление с замкнутым контуром для обоих направлений реализовано с использованием 32-битного микроконтроллера TMS320F28035 от Texas Instruments, который расположен на низковольтной стороне. Данная система с цифровым управлением может реализовывать продвинутые стратегии управления для оптимального контроля над силовым звеном в различных условиях, а также она позволяет сделать всю систему интеллектуальной с безопасными и плавными переходами между режимами работы и шаблонами переключения ШИМ.

Базовый проект имеет характер аппаратно-программного решения.

• Изолированный двунаправленный DC/DC-преобразователь с цифровым управлением на базе микроконтроллера TMS320F28035
• Номинальная выходная мощность 300 Вт в обоих направлениях
• Диапазон высоковольтного постоянного входного напряжения: 200 В – 400 В
• Диапазон низковольтного постоянного выходного напряжения: 9 В – 13,5 В (номинальное значение напряжения – 12 В)
• Плавные и быстрые переходы между понижающим и повышающим режимами
• Полноценный набор программного обеспечения (пожалуйста, пройдите по ссылке ниже для получения инструкций о скачивании программного обеспечения)

• Высокая эффективность, КПД более 95%
• Частота преобразования 250 кГц, что позволяет применять менее габаритные компоненты и уменьшить габариты печатной платы
• Для разных приложений реализовано три режима контроля:
  1. контроль выходного напряжения
  2. контроль MPPT (контроль входного тока)
  3. контроль обратного напряжения
• Решение включает в себя программное обеспечение Software Frequency Response Analyzer (SFRA) для измерения частоты и стабильности работы преобразователя
• Контроль и управление реализованы на микроконтроллере C2000™ Piccolo™ TMS320F28035
• Данное решение включает в себя руководство пользователя, ПО для управления, ПО Software Frequency Response Analyzer (SFRA) с графическим интерфейсом, схемы, файлы печатной платы и перечень компонентов

Примечание: программное обеспечение для этой платы входит в состав controlSUITE™ для микроконтроллеров C2000. СкачатьcontrolSUITE можноздесь: http://www.ti.com/tool/controlsuite. После установки перейдите в пункт "Bi-Directional Non-Isolated Buck Boost Converter" в Development Tools -> Digital Power.

TIDM-PSFB-DCDC – референс дизайн полномостового 600 Вт DC-DC преобразователя со сдвигом фаз с цифровым управлением. Сдвигом фаз управляет микроконтроллер Picolo семейства C2000, обеспечивая синхронное выпрямление и управление импульсным током. Микроконтроллер реализует высокопроизводительное управление в режиме импульсного тока без внешних поддерживающих схем, что отличает эту реализацию от остальных микроконтроллерных решений. Этот дизайн способен обеспечить высокую эффективность в широком диапазоне нагрузок с пиковой эффективностью, превышающей 95%, поддерживая при этом  ZVS переключения во всем диапазоне нагрузок. Поддерживается графический интерфейс пользователя для первичной оценки функциональности платы. Дизайн обеспечивает полный комплект необходимой документации.

• Полностью микроконтроллерное управление полномостовым DC-DC преобразователем со сдвигом фаз;
• Вход 400 В DC, выход 12 В 50 А;
• Управление в режиме импульсного тока без внешних схем;
• Синхронное выпрямление для увеличения энергоэффективности;
  Адаптивное отключение при нуле напряжения (ZVS) во всем диапазоне нагрузок;
• Защита от повреждений, включая низкое и высокое напряжение на входе, перегрузка по току и напряжению на выходе.