电动汽车

推动去碳化需要可持续的减排解决方案,电池电动汽车(BEV)和插电式混合动力电动汽车(PHEV)市场正随之持续增长。车载充电器是电动汽车的关键应用之一,将交流电转换为直流电,为汽车高压电池充电。Microchip Technology(微芯科技公司)今日宣布推出车载充电器(OBC)解决方案,其采用精选汽车级数字、模拟、连接和功率器件,包括dsPIC33C数字信号控制器 (DSC)、MCP14C1隔离型SiC栅极驱动器和mSiC™ MOSFET,采用行业标准的D2PAK-7L XL封装。

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该解决方案旨在利用dsPIC33 DSC的高级控制功能、MCP14C1栅极驱动器的高压强化隔离和强大的抗噪能力,以及mSiC MOSFET的低开关损耗和改进的热管理能力,提高 OBC系统的效率和可靠性。为了进一步简化客户的供应链,Microchip提供了支持OBC其他功能的关键技术,包括通信接口、安全性、传感器、存储器和定时。 

为了加快系统开发和测试,Microchip提供灵活的可编程解决方案,其中包括功率因数校正(PFC)、DC-DC转换、通信和诊断算法等随时可用的软件模块。dsPIC33 DSC中的软件模块旨在优化性能、效率和可靠性,同时为定制和适应特定 OEM要求提供灵活性。

 Microchip负责数字信号控制器业务部的副总裁Joe Thomsen表示:“Microchip成立了E-Mobility(电动出行)大趋势团队,配备了专门资源支持这一不断增长的市场。除了为OBC提供控制、栅极驱动和功率级外,我们还能为客户提供连接、定时、传感器、存储器和安全解决方案。作为OEM和一级供应商的领先供应商,Microchip提供全面的解决方案来简化开发流程,包括符合汽车级标准的产品、参考设计、软件和全球技术支持。” 

该OBC解决方案关键组件的简要介绍如下: 

- dsPIC33C DSC 已通过AEC-Q100 认证,具有高性能DSP内核、高分辨率脉宽调制 (PWM)模块和高速模数转换器(ADC),是功率转换应用的最佳选择。该产品符合功能安全要求,支持 AUTOSAR®生态系统。

- MCP14C1 隔离式SiC栅极驱动器通过AEC-Q100 认证,采用支持增强隔离的 SOIC-8 宽体封装和支持基本隔离的SOIC-8窄体封装。MCP14C1 与dsPIC33 DSC兼容,经过优化,可通过欠压锁定 (UVLO)驱动mSiC MOSFET,适用于 VGS = 18V 的栅极驱动分路输出端子,从而简化了部署过程,无需外部二极管。利用电容隔离技术实现电隔离,具有强大的抗噪能力和较高的共模瞬态抗扰度 (CMTI)。

- mSiC MOSFET采用符合AEC-Q101标准的D2PAK-7L XL表面贴装封装,包括五个并联源极检测引线,可降低开关损耗、提高电流能力并降低电感。该器件支持400V和800V电池电压。 

Microchip 发布了一份白皮书,详细介绍了该 OBC 解决方案如何优化设计性能并加快产品上市时间。

有关 Microchip 电动汽车OBC解决方案的更多信息,请访问Microchip网站:

https://www.microchip.com/

开发工具

dsPIC33C DSC是一款AUTOSAR就绪型器件,得到MPLAB®开发生态系统(包括MPLAB PowerSmart™ 开发工具包)支持。

供货

OBC解决方案的主要组件包括dsPIC33C DSC、MCP14C1隔离型SiC栅极驱动器和采用D2PAK-7L XL封装的mSiC MOSFET,现已上市。如需了解更多信息或购买,请联系 Microchip销售代表、全球授权分销商或访问Microchip的采购和客户服务网站 www.microchipdirect.com

来源:Microchip微芯

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近日,焉知汽车主动的第二届年度汽车界重磅公益奖“知鼎奖”揭榜,极海凭借APM32A全系列车规级MCU喜获知鼎奖-智能电动汽车科技创新奖(芯片)。

本届“知鼎奖”旨在对作出突出贡献的企业进行表彰和报道,以推动智能电动汽车产业有序、健康、快速发展。该奖项由来自业内的100位评委从企业品牌、技术创新、产品升级、量产应用、企业综合影响力等多方面,进行公平、公正、专业、严谨的评选。

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极海作为可靠的国产车规级芯片供应商,长期关注汽车电子芯片及相关产品的研发与创新设计,为长生命周期市场提供稳定可靠的优质产品与服务。极海APM32A全系列车规级MCU均已通过AEC-Q100车规可靠性认证,产品质量稳定可靠,并实现量产上车,应用范围包括:安全系统、车身控制、动力系统及信息娱乐系统等。

关于极海  

珠海极海半导体有限公司是一家致力于开发工业级/车规级微控制器、高性能模拟芯片及系统级芯片的集成电路设计型企业,是极海微旗下全资子公司,总部为纳思达股份有限公司(“纳思达”,002180.SZ)。

极海团队拥有20年集成电路设计经验和嵌入式系统开发能力,可为客户提供核心可靠的芯片产品及方案,实现准确感应、安全传输和实时控制,助力客户在智慧家居、高端消费电子、工业控制、汽车电子、智慧能源以及通信设施等领域的拓展创新。

来源:Geehy极海半导体

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全新产品系列包括快速开关MOSFET和半桥功率集成模块,具备领先行业的每开关超低导通电阻Rds(on),采用行业标准封装

智能电源和智能感知技术的领导者安森美(onsemi,美国纳斯达克上市代号:ON),推出最新一代1200 V EliteSiC 碳化硅(SiC)M3S器件,助力电力电子工程师实现更出色的能效和更低系统成本。全新产品系列包括有助于提高开关速度的EliteSiC MOSFET模块,以适配越来越多的800 V电动汽车(EV)车载充电器(OBC)电动汽车直流快充太阳能方案以及能源储存能源基础设施应用

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该产品组合还包括采用半桥功率集成模块(PIMs)的新型EliteSiC M3S器件,具有领先业界的超低Rdson),采用标准F2封装。这些模块非常适用于工业应用DC-ACAC-DCDC-DC大功率转换阶段。它们提供更高的集成度,采用优化的直接键合铜设计,实现了并联开关之间的平衡电流共享和热分布。这些PIM旨在提供高功率密度,适用于能源基础设施、电动汽车直流快速充电和不间断电源(UPS)。

安森美高级副总裁兼先进电源分部总经理Asif Jakwani说:“安森美最新一代汽车和工业EliteSiC M3S产品将助力设计人员减小其应用占位和降低系统散热要求。这有助于设计人员开发出能效更高、功率密度更大的高功率转换器。

车规级1200 V EliteSiC MOSFET专用于高达22 kW的大功率OBC和高压至低压的DC-DC转换器。M3S技术专为高速开关应用而开发,具有领先同类产品的开关损耗品质因数。

关于安森美(onsemi)

安森美(onsemi, 纳斯达克股票代号:ON)正推动颠覆性创新,帮助建设更美好的未来。公司专注于汽车和工业终端市场,正加速推动大趋势的变革,包括汽车功能电子化和安全、可持续电网、工业自动化以及5G和云基础设施等。安森美提供高度差异化的创新产品组合以及智能电源和智能感知技术,以解决全球最复杂的挑战,引领创造更安全、更清洁、更智能的世界。安森美位列《财富》美国500强,也被纳入标普500指数。了解更多关于安森美的信息,请访问:http://www.onsemi.cn

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文章中讨论的其他器件:AM2634-Q1

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电动汽车 (EV) 牵引逆变器是电动汽车的核心。它将高压电池的直流电转换为多相(通常为三相)交流电以驱动牵引电机,并控制制动产生的能量再生。电动汽车电子产品正在从 400V 转向 800V 架构,这有望实现:

  • 快速充电 – 在相同的电流下提供双倍的功率。

  • 通过利用碳化硅 (SiC) 提高效率和功率密度。

  • 通过使用更细的电缆减少相同额定功率下 800V 电压所需的电流,从而减轻重量。

在牵引逆变器中,微控制器 (MCU) 是系统的大脑,通过模数转换器 (ADC) 进行电机控制、电压和电流采样,使用磁芯计算磁场定向控制 (FOC) 算法,并使用脉宽调制 (PWM) 信号驱动功率场效应晶体管 (FET)。对于 MCU,向 800V 牵引逆变器的转变对其带来了三个挑战:

  • 更低延迟的实时控制性能需求。

  • 增加了功能安全要求。

  • 需要快速响应系统故障。

在本文中,我们将讨论基于 Arm® Sitara™ AM2634-Q1 C2000 MCU 等器件如何应对这些挑战。

更低延迟的实时控制

为了控制牵引电机的扭矩和速度,MCU 使用外设(ADCPWM)和计算内核的组合来完成控制环路。随着转向 800V 系统,牵引逆变器也转向宽带隙半导体(例如 SiC),因为它们在 800V 时大大提高了效率和功率密度。为了实现 SiC 所需的更高开关频率,这种控制环路延迟成为优先事项。低延迟控制环路还使工程师能够以更高的转速运行电机,从而减小电机的尺寸和减轻重量。要了解并缩短控制环路延迟,您必须了解控制环路信号链及其各个阶段,如图 1 所示。

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1:控制环路信号链

为获得出色的实时控制性能,您必须优化整个信号链,包括硬件和软件。从 ADC 采样(来自电机的输入)到写入 PWM(输出以控制电机)所花费的时间是实时控制性能的基本衡量标准。从 ADC 采样开始,逆变器系统需要准确快速的采样,即实现高采样率、至少 12 位分辨率和低转换时间。一旦可进行采样,它需要通过互连传输到处理器并由处理器读取,并优化的总线和内存访问架构缩短延迟。在处理器中,内核需要使用 FOC 算法根据电机的相电流、速度和位置计算下一个 PWM 步骤。

为了更大限度地减少计算时间,内核需要较高的时钟速率并且必须高效地执行特定数量的指令。此外,内核需要执行一系列指令类型,包括浮点、三角和整数数学指令。最后,内核再次使用低延迟路径将更新后的占空比写入 PWM 发生器。在 PWM 输出上应用死区补偿将防止在切换高侧和低侧 FET 时发生短路,最好在硬件级别应用以减少软件开销。

TI MCU 的牵引逆变器控制环路延迟低至 2.5µsAM2634-Q1 的延迟小于 4µs。这种级别的控制环路延迟将面向包括 SiC 架构的未来设计,。

增加功能安全要求

由于牵引逆变器提供电力来控制电机,因此它们本质上是功能安全型关键系统。由于 800V 系统有可能提供更高的功率、扭矩、速度(或三者兼而有之),因此牵引系统需要功能安全达到汽车安全完整性等级 (ASIL) D 级要求。功能安全系统的一个关键部分是 MCU,因为它需要智能地做出安全响应系统故障的决策。因此,使用通过 ASIL D 认证的MCU是一个重要的安全元素。

为了让工程师更轻松地满足特定于牵引逆变器的系统安全要求,TI MCU 提供了额外的功能。例如,相电流反馈表示有关电机扭矩的信息,这使得这些信号对安全至关重要。因此,许多工程师更喜欢对相电流进行冗余采样,这意味着 MCU 必须具有多个独立的 ADC

快速响应系统故障

工程师面临的另一个挑战是在出现故障时能够快速将电机置于安全状态,例如续流。在 AM2634-Q1 器件中,故障通用输入(用于过流、过压或高速故障)会进入到创新的可编程实时单元 (PRU)。在 PRU 中执行的固件可以正确评估和响应故障类型并执行所需的 PWM 保护序列,如图 2 所示,然后根据需要直接将 PWM 置于安全状态。这些操作发生在短短 105ns 内。此外,由于固件是用户可进行编程的,因此工程师可以在必要时添加额外的自定义逻辑来满足他们的应用要求。

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2:流程图显示了基于故障输入的 PWM 输出的预期保护行为

随着越来越多电动汽车的生产,设计趋势将转向 SiC 800V 技术,同时需要提高电机控制性能并满足牵引逆变器的功能安全要求。随着世界朝着电气化方向发展,性能和效率方面的创新对于帮助汽车工程师设计下一代电动汽车至关重要。

其他资源

关于德州仪器(TI)

德州仪器(TI)(纳斯达克股票代码:TXN)是一家全球性的半导体公司,致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片,用于工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。我们致力于通过半导体技术让电子产品更经济实用,创造一个更美好的世界。如今,每一代创新都建立在上一代创新的基础之上,使我们的技术变得更小巧、更快速、更可靠、更实惠,从而实现半导体在电子产品领域的广泛应用,这就是工程的进步。这正是我们数十年来乃至现在一直在做的事。欲了解更多信息,请访问公司网站www.ti.com.cn

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✦ 超高集成度支持汽车厂商设计下一代电驱系统和OTA更新域控系统
✦ 率先支持新的高速车载通信协议
✦ Stellar 系列首款可被量产验证的MCU,用以支持汽车行业向软件定义汽车转型

意法半导体全新推出Stellar P 系列车规MCU,瞄准即将到来的汽车电驱化趋势和下一代电动汽车的OTA (Over-the-Air)无线更新域控系统。该技术可以帮助新的汽车平台更好地处理和应对不断增长的数据流,使汽车性能始终保持最佳状态,满足下一代电动汽车海量数据处理的需求。这也是业界首款可以让车企实现在2024年车型上集成新的CAN-XL 车载通信标准的MCU。

“ST发布Stellar

加速汽车平台向软件定义汽车转型

汽车制造商的下一代汽车平台正在向软件定义汽车转型,以便解决下一代汽车新型功能(电动化、先进安全、辅助驾驶、自动驾驶)的复杂性和性能问题。这一转型需要对汽车平台架构进行自上而下的改变。重大变化包括从管理一个小型子系统的多个电控单元(ECU)向集成多种功能的域或区控制器的转变。这些域控制器还必须解决整车上不同系统的软件整合问题。类似Stellar这样的新一代车规MCU在保证汽车的安全和性能同时,可实现更高的处理性能,集成重要的功能。在完全由电子系统驱动的软件定义汽车中,Stellar可以让所有系统都完全同步操作,安全地实现OTA无线升级软件,简化汽车保养维修,持续改善性能。

意法半导体汽车和分立器件产品部副总裁,战略业务拓展、汽车处理器与射频产品总经理 Luca Rodeschini 表示:“Stellar P6汽车MCU的实时性和能效都很出色,它整合了先进的电机控制域和能源管理域与执行功能,确保传统的燃油车及电动汽车都能够平稳过渡到软件定义汽车的新电驱架构模式。随着汽车行业开始为2024年车型开发新的汽车平台,ST已准备用MCU支持平台开发,并简化从开发到投产的转化过程。”

意法半导体Stellar车规MCU产品家族

意法半导体的 Stellar车规MCU产品家族旨在帮助汽车厂商和一级供应商向软件定义汽车转型。Stellar产品现已有多个系列:

  • Stellar E系列确保功率转换应用实现快速的实时控制和系统小型化,在电动汽车车载充电、DC-DC转换器和电驱逆变器等应用中最大限度地发挥SiC和GaN功率技术的优势。

  • Stellar G系列MCU主要用于汽车域控制架构的车身域,安全地管理数据,实时安全的整合功能。该系列能实现出色的软件无线更新和低功耗模式,通过广泛的车载通信协议收发数据。

  • 新上市的Stellar P系列车规MCU整合了先进的执行控制能力与强大的功能性。Stellar P产品面向新的电动汽车电驱技术趋势和汽车域控制架构,可以实现出色的实时性能和能源管理效果。

Stellar P6技术细节

Stellar P6由意法半导体自营晶圆厂制造,采用高能效28nm FD-SOI技术,内嵌容量高达20 MB的相变(非易失性)存储器(PCM)。按照严格的汽车高温工作环境、抗辐射和数据保存要求开发测试,意法半导体的PCM具有闪存没有的单比特覆写功能,使得访存速度更快。此外,不停机无线更新是利用了一种改变游戏规则的创新机制,在新更新软件有效前,该方法通过为新下载的软件映像动态分配内存空间,达到节省内存空间的目的。在下载过程中,内存的其余部分继续实时执行正在运行的应用程序。

意法半导体的Stellar P6 MCU内置多达六颗Arm® Cortex® R52处理器内核,其中有些是双核锁步运行,有些是分核执行任务,为应用提供失效保护冗余机制。这些机制使新产品能够为下一代汽车驱动系统、电动化解决方案和域控制系统带来高性能、实时确定性和升级功能。Stellar P6使用Cortex-R52的特色功能和防火墙来解决硬件虚拟化问题(sandboxing),按需访问资源,这简化了在同一芯片上的开发和集成多源软件的工作,同时确保应用的安全隔离和性能。

该架构的各个层级上都实现了先进的安全措施,确保ISO 26262 ASIL-D功能得到高效实现。此外,FD-SOI技术本身具有准抗辐射功能,并针对系统不可用问题提供了卓越的防护措施,同时确保芯片符合最严格的安全标准。

片上集成的快速硬件信息安全模块(HSM)增加了双核锁步加密引擎,支持ASIL D功能安全等级的信息安全功能,并可以实现增强的EVITA完整安全功能。新产品还提供高速安全加密服务和安全网络身份验证,以进一步保护厂商的固件和终端用户的数据。

本地支持

Stellar P6可以适用于整车电气化方向的应用。在流行的插电式混动和增程式混动的应用场景中,双电机的控制是基本的需求。而对Stellar P6的多内核资源合理的分配可以实现双电机的控制,包含功能安全、信息安全、高速以太网、CAN-XL、AUTOSAR、多簇域间通讯等功能。高主频适用于SiC MOSFET的应用,开关频率高达25kHz。丰富的外设资源,可以实现双电机带功能安全的数字式旋转变压器软件解码功能。同样在纯电动动力域的应用场景下,可以实现整车控制、电池管理、主驱逆变器、DCDC、车载充电器的动力域大集成。分配不同核心对应不同应用的控制,可以实现动力域系统的电集成。

意法半导体新能源汽车能力中心已经启动动力域系统解决方案的开发来支持客户的不同应用场景,无论是动力域系统任何类型的组合都可以通过对Stellar P6的资源进行合理的分配来实现集成的需求。

适用于2024年车型的Stellar P6样片现已上市。询价和申请样片,请联系当地的意法半导体销售办事处。

点击这里,查看详情

来源:意法半导体中国
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在全民环保意识的提升及全球各国政策大力支持的影响下,汽车电动化发展迅速,但由于电动车噪声过低,在低速行车过程中,行人、自行车等道路交通使用者不易察觉到车辆的接近,容易产生安全隐患。

为了提升道路交通使用者对车辆起步和行驶时的感知度,许多国家出台相关政策将声学汽车警报系统(以下简称AVAS)纳为电动汽车的标配装置,以减少道路交通事故发生的概率。

随着新能源汽车市场渗透率不断增强,AVAS作为新能源汽车的标配,亦有良好的发展空间,预计2025年全球AVAS市场规模13.9亿元,年复合增速达38.0%,汽车声学设备市场前景可期。

电动汽车AVAS工作原理

AVAS主要用于电动汽车低速和倒档时的提醒警示,通过CAN总线获取车速和档位信息,当车辆时速低于设定值(20km/h),系统会模拟发动机加速减速的声音,倒档时装置也会发出倒车警示,以提醒车辆周围的行人与车辆。

“让安全听得见

APM32F103RCT7电动汽车AVAS应用方案

· 该系统采用基于Arm® Cortex®-M3内核芯片,主频高达96MHz,可及时处理CAN报文信息,减少因处理效率低而导致的协议丢帧情况
· 内置CAN总线接收报文指令,精准识别车辆当前行驶状态,及时发送所需播放的功能音频
· 支持汽车诊断协议,可实时反馈AVAS产品状态信息
· 芯片内部集成256KB Flash,存储空间丰富,且内置SPI接口,可按需外接大容量SPI NOR Flash元件

“让安全听得见

· 内置I²C,可连接EEPROM存储CAN诊断报文信息
· ADC采样精度高,可协助检测汽车电池包电压数据,实现对系统及电池包的实时保护
· 通讯外设丰富,支持多路SPI/I²C,且最高可支持双路CAN-Bus,满足用户对系统开发的多样性需求
· 支持定时器输出PWM控制音频模块;或使用GPIO模拟控制外部分立器件,低成本实现发声功能
· 温度等级范围-40~105℃,符合常规车身应用环境需求
· 已通过ACE-Q100车规级认证,符合车规级高可靠性标准

来源:Geehy极海半导体
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摘 要

本文介绍了RA6M1单片机在电动汽车交流充电桩的应用及快速开发过程。

电动汽车交流充电桩

交流充电桩俗称“慢充”,交流单相充电桩(一般最大额定功率为7kW),充电桩一般与交流电网(市电)连接。交流充电桩主要适用于为小型纯电动汽车或可插电混合动力电动汽车充电,为电动汽车车载充电机提供交流电源的供电装置,相当于只是起了一个控制电源的作用。

根据不同车辆电池容量,车辆充满电的时间一般需要3至8个小时。根据交流充电桩系统实际需求,一般会搭配两颗ARM Cortex M4内核以上的MCU,其中一颗为主要核心MCU,用于整桩控制,包含充电控制、电能计量、计费单元控制和通信传输;另一颗MCU用于在无网络状态使用,可搭配射频卡或Wi-Fi使用,一般应用于个体使用或企业内部使用。

整体交流充电桩使用的外设及资源包含:GPIO、ADC、PWM、IIC、UART和USB等资源。Renesas RA6M1 MCU,性能非常适合本设计的要求。

RA6M1

  • 100Pin的QFP封装

  • ARM Cortex M4内核的MCU带有DSP等功能

  • 丰富的GPIO和外设资源;

  • 120MZH的主频

  • 带有512kB Flash和256kB SRAM,可以减少片外FLASH的需求,可以将关键数据存储在内部Data Flash中。

交流充电桩的设计框图如图1及部分硬件原理图如图2所示:

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图1 交流充电桩原理图

模块功能介绍

  • GPIO和光耦控制继电器的开合

  • PWM监测汽车的CP信号

  • ADC采集高压信号

  • UART用于射频非接卡和LCD等通讯

  • 温湿度监测和4G模组

  • Data Flash 使用

  • PWM监测电动汽车的CP信号模块介绍

交流充电桩的CP信号是用于监控电动汽车和充电桩交互的功能的信号,它是由MCU发出的PWM信号。CP信号的幅值范围是±12V,PWM信号的占空比表示当前充电桩为电动汽车提供的最大充电电流数据,当PWM为1kHz,53%占空比的时候,可以为电动汽车提供32A的充电电流。

● UART用于射频非接卡和LCD等通讯模块介绍

LCD选用迪文的触摸液晶屏,主要用于人机界面显示和急停按钮反馈,LCD屏幕输出充电桩当前的信息,包含输出电压、电流、充电量和费用清单等。

射频非接卡是预留的交互接口,为交流充电桩可配置选型,当交流充电桩的终端用户为个体或企业内部使用时候,无需计费单元和联网功能,可使用射频非接卡可以进行自助充电,完全可以脱离网络对电动汽车进行充电。

● GPIO和光耦控制继电器的开合

由于整个系统采用交流220V供电,为了提高系统的稳定性GPIO的输出控制全部带有光耦,同时使用MOS和继电器控制电源的通断。

● 温湿度监测和4G模组

板级温湿度监测, 主要用于监测PCB的板载温度,由于整板采用交流220V电源供电,同时后续电路有多颗LDO,使用温湿度传感器监测整板温度异常和安装环境的湿度异常,当发生异常后MCU将关闭充电功能,保证系统的稳定性和安全性。

● Data Flash

Data Flash主要用于记录在断网状态下充电桩的结算数据和异常数据记录,保证客户在使用过程中即便发生无网络连接状态客户的充电数据信息都可以记录。

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图2 交流充电桩部分原理图

在硬件设计完成后,开始进行软件程序编写,Renesas IDE是e2 studio,调试器是E2-lite,官方文档很详细,基本上熟悉一天的话,底层的驱动及应用就可以上手了,同时Renesas给出了很多例程都可以快速的导入到IDE里面,在新建工程时建议将编译工具链选择最新版本,不仅编译速度快而且电脑不卡。在不到60天的时间内,我完成了样机的Demo调试,性能完全满足要求。

在使用过Renesas的MCU后,感觉Renesas基于ARM Cortex M内核的MCU在功能和IDE方面非常好用,无论在硬件软件上Renesas MCU都是值得选择的单片机,从此开始了我的Renesas MCU开发之路。

来源: 瑞萨MCU小百科
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Stellar E系列电动汽车专用微控制器,促进集中式电气架构发展

简化车载充电机高能效功率模块和数字化功率转换系统设计

服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出新款车规级微控制器 (MCU)。新产品针对电动汽车和汽车集中式(区/域)电气架构优化了性能,有助于降低电动汽车成本,延长续航里程,加快充电速度。

“意法半导体新款MCU推动电动汽车进程,为软件定义电动汽车助力"

在当今的电动汽车中,选择搭载SiC(碳化硅)高能效功率模块,可以最大限度延长行驶里程,加快充电速度。而在此前,想要控制先进的 SiC 功率半导体,电动汽车还需要一个专用的高速信号处理器。ST的Stellar E MCU专为下一代软件定义电动汽车设计开发,在芯片上集成了高速控制回路处理电路。现在,只用一个MCU就能控制整个功率模块,从而简化了模块设计,节省了成本,也更容易达到汽车安全标准。

这款新MCU是ST基于Arm®内核的Stellar微控制器产品家族的延伸,在开发过程中即将汽车作为目标平台,从零开始设计。作为功能强大的集中式区域控制器,该系列简化了汽车电气架构,能够提高功率、设计灵活性和安全性。目前,Stellar产品家族包括用于提高集成度和开发车辆控制器的Stellar P系列和用于开发车身控制应用的 Stellar G系列。Stellar产品家族架构集成了多个 Arm Cortex处理器内核,这些内核可以提供高处理性能和配置锁步冗余的机会,并支持实时硬件虚拟化。Stellar全系产品都可以通过安全无线 (OTA) 更新功能升级软件。

意法半导体汽车和分立产品部副总裁、战略性业务开发和汽车处理器及射频产品总经理 Luca Rodeschini表示:“我们的 Stellar MCU可以实现先进的电动汽车设计,同时确保电源管理具有很高的能效,为车辆生命周期管理带来软件定义的灵活性。有了新的 Stellar E系产品加入,现在Stellar产品平台可以为电动汽车创造新的价值链。感知环境、控制车辆动态、提高功率转换效率,以及安全管理大电流功率级,这些功能都可以在一颗芯片上有效处理。安全无线更新软件功能使车企能够改进他们的控制策略,提高汽车的行驶里程、性能和能效。”

Stellar E 系列首款产品Stellar SR5E1是为电动汽车车载充电器 (OBC) 和通用 DC/DC 转换器优化设计,现已向主要客户提供样品,计划2023 年开始量产。

编者注:向软件定义汽车过渡

软件定义汽车指的是将汽车变成一个软件平台,在一个硬件框架内集成由原生软件和可无线下载的应用程序组成的软件生态系统,让汽车厂商能够不断改进功能、更新安全性,并提供创新服务。软件升级能力和硬件集成度对电动汽车提高车辆的能效,延长行驶里程尤为重要。

技术详情

在采用碳化硅 (SiC) 功率晶体管和二极管后,电动汽车上的大功率应用,即车载充电机、电动传动系统和各种 DC/DC 转换器的能效和可靠性获得巨大提升,在明显高于普通硅功率半导体的开关频率下,能效和可靠性实现大升幅度提升。

当今市场上普通车规 MCU执行充电控制算法的速度无法支持碳化硅功率晶体管更高的开关频率,因此,还需额外增加一个 DSP芯片来专门处理控制回路,但是,使用DSP处理器需要单独写代码,这不可避免增加了用传统 MCU 实现控制模块的物料清单成本和设计复杂性,导致控制模块的成本、尺寸和功耗增加。

Stellar E (Stellar电动汽车MCU)是一系列可在同一颗芯片上执行高速控制回路处理和通用控制运算的车规MCU,可以简化功率模块设计,精简物料清单,有利于功率模块向基于SiC的高效解决方案过渡,从而实现更长的行驶里程和更快的充电速度。

利用片上集成的高速模数转换器 (ADC)、高精度脉宽调制 (PWM) 控制器和快速动作保护电路等特性,这些 MCU 可以控制多个功率转换器。

此外,Stellar E 系列支持先进的汽车功能性安全标准 (ISO 26262 ASIL-D)、数据安全功能(HSM)和行业标准软件互操作性(通过 Autosar 4.3.x),以及软件安全无线更新功能。采用Stellar家族设计可带来更多的优势,包括广泛的软件开发工具链,以及家族通用的控制与执行生态系统。

关于意法半导体

意法半导体拥有48,000名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家独立的半导体设备制造商,意法半导体与二十多万家客户、数千名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,电力和能源管理更高效,物联网和5G技术应用更广泛。意法半导体承诺将于2027年实现碳中和。详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com

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深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations(纳斯达克股票代号:POWI)近日宣布,其汽车级InnoSwitch™3-AQ反激式开关IC系列又增一款新品,它可提供900V额定开关,为400V和800V电动汽车逆变器、电池管理和恒温控制应用提供充足裕量。

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InnoSwitch3-AQ产品系列将初级和次级控制器以及符合安全标准的反馈电路集成到了单个IC中,在30V至1200V的超宽输入电压范围内只需要极少的元件和简单的配置就能提供精确而稳定的输出电压。

Power Integrations高级产品营销经理Edward Ong表示:“考虑到故障条件和瞬态变化,新型的400V电动汽车系统设计要求更高的工作电压,新的900V INN3996CQ IC提供了充足的电压裕量,满足汽车电子委员会(AEC)的严格认证要求,确保工作安全可靠,以应对日益变化的汽车市场需求。新的器件采用STACKFET方案,适用于900V及以上母线电压设计需求。”

恒压(CV)稳压且符合AEC-Q100标准的InnoSwitch3-AQ开关IC在整个负载范围内可实现高达90%的效率,并且空载功耗不到15mW。对于900V产品系列,在85°C的环境温度和400V DC输入的情况下,输出功率最大为20W。

新款器件采用了多模式准谐振(QR)/CCM/DCM反激控制器、900V开关和Power Integrations的高速FluxLink通信链路,可在薄型InSOP24封装中实现高精度调整,并且可在高达5500米海拔处提供加强绝缘。InnoSwitch3-AQ IC的工作电压低至30V DC,使汽车设计人员能够将其用于牵引逆变器应急电源应用。

InnoSwitch3-AQ系列器件为汽车应用提供了多种保护功能,包括输入过压和欠压保护、输出过压和过流限制以及过温关断。

与此同时,还推出了一份新的设计参考DER-889Q,这是一款支持40V DC至1200V DC输入和12V/1.25A输出的15W电源。另一份参考设计DER-859Q支持30V DC至921V DC输入,最大输出功率为30W,从中可了解InnoSwitch3-AQ在800V母线应用中的工作方式。这两款设计均采用PI的StackFET技术,可以省略附加电路。

本文转载自:PI电源芯片
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