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应用于电动汽车BMS与CAN总线的光耦

作者:angelazhang时间:2015-11-30

电池管理系统BMS是电动汽车重要的动力控制系统之一,与电池组紧密结合在一起,对电池组的电压、电流、温度进行时刻检测,同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒、计算剩余容量、放电功率,报告SOC&SOH 状态,并且根据电池组的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程、以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电。下图所示是电动汽车中电池管理系统BMS的大体应用方框图:


图1:电动汽车中电池管理系统BMS


从上图可以看出:电池高压侧的电池管理控制芯片需要与上位机控制系统配合进行数据传输和控制。高压侧的电池管理控制芯片与上位机系统一般是两个独立的电气系统,他们之间的数据输出与控制需要电气隔离,包括各种高速数据的的传输和其他一些开关信号的传输。同时电池管理系统BMS的信息状态需要与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通讯。在电动汽车应用领域里,往往通过CAN总线实现个系统间的信息共享与控制,以便使汽车时时刻刻处在一个安全、稳定、可靠的状态。


图2:CAN总线主要用于连接电池管理系统BMS


目前汽车上的CAN总线连接方式一般要求比较高的信息传输速率,比如用于驱动系统的高速CAN总线,速率可达到500kb/s,而对于中高级轿车以及一些如娱乐系统或智能通讯系统的总线,传输速率更高,可超过1Mb/s。高速CAN总线主要用于连接电池管理系统BMS、发动机控制单元、ABS控制单元、安全气囊控制单元、组合仪表等与汽车行驶直接相关的系统。这些系统由于信息传递量较大而且对于信息传递的速度有很高的要求, 因此CAN总线在系统隔离上必须要采用高速隔离光耦。


Avago Technologies 作为一家设计、研发集于一身的光电器件产品的顶尖供应商,近日推出一款解决低功耗需求的光电耦合器ACPL-x6xL。该款产品由一个AlGaAs发光二极管和一个集成高增益光检测器构成。ACPL-x6xL功耗极低,在正常工作温度下每通道最高可达到1.3mA供电电流,导通电流低至1.6mA,因此绝大多数的微处理器可直接驱动。


ACPL-x6xL支持3.3V和5V电源电压,确保在-40°C到105°C的温度范围内按交流参数和直流参数运作。此外,检测器芯片的输出类型为 CMOS,CMOS输出摆率可控,在设计上可控制各种不同负载电容的上升和下降时间,并且内部法拉第屏蔽可确保20kV/µs的高共模抑制(CMR)能力。


ACPL-x6xL独特的设计可提供最大交流和直流电路隔离并实现TTL/CMOS兼容,适合高速逻辑接口应用,功耗极低。


ACPL-x6xL的产品特点

• 超低功耗:每通道最高1.3mA供电电流。

• 电流负荷载流量低:1.6mA

• 内置摆率可控输出模块

• VCM = 1000V时,共模抑制 (CMR) 能力至少达20kV/μs。

• 高速:最低10MBd

• 交流和直流性能可在-40°C到+105°C的宽范围温度下得以保证

• 多种封装可选:SO-5、SO-8、延展型 SO-6 和延展型 SO-8 封装

• 安全规范认证(申请中):

---UL1577论证:ACPL-061L/064L/M61L 为 3750 Vrms/1min,

• ACPL-W61L/K64L 为 5000 Vrms*/1min

---CSA认证

---IEC/EN/DIN EN 60747-5-5 认证(强化绝缘)

• 可选方案包括:

---500 = 卷带式封装方案

---060 = IEC/EN/DIN EN 60747-5-2 VIORM = 630Vpeak

---xxxE = 无铅方案



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