摘要

隨著兩輪電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)的迅速發(fā)展，對(duì)充電機(jī)性能的要求日益提高。充電機(jī)的通信性能不僅直接影響其與車(chē)輛的交互效率，還對(duì)充電安全與用戶體驗(yàn)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。本文旨在探討國(guó)科安芯推出的ASM1042通信接口芯片在兩輪車(chē)充電機(jī)中的性能優(yōu)化潛力。通過(guò)分析ASM1042芯片的技術(shù)特點(diǎn)、電氣性能、保護(hù)機(jī)制及適用場(chǎng)景，結(jié)合兩輪車(chē)充電機(jī)的通信需求，詳細(xì)闡述該芯片如何提升充電機(jī)的通信效率、穩(wěn)定性和可靠性。

1.引言

在現(xiàn)代物流與出行方式日益多元化的背景下，兩輪電動(dòng)車(chē)憑借其便捷、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，已成為城市短途出行的重要交通工具之一。隨著保有量的不斷增加，兩輪電動(dòng)車(chē)的充電需求也呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長(zhǎng)。充電機(jī)作為兩輪電動(dòng)車(chē)能量補(bǔ)給的核心設(shè)備，其性能直接關(guān)系到車(chē)輛的使用效率和電池壽命。在智能化、網(wǎng)聯(lián)化趨勢(shì)的推動(dòng)下，現(xiàn)代充電機(jī)不僅要具備高效的電能轉(zhuǎn)換能力，還需實(shí)現(xiàn)與車(chē)輛的智能通信，以支持充電狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷、參數(shù)配置等功能。

通信接口芯片在充電機(jī)系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色，它負(fù)責(zé)建立充電機(jī)與車(chē)輛控制單元之間的信息橋梁，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸和快速交互。然而，當(dāng)前兩輪車(chē)充電機(jī)市場(chǎng)中，部分通信解決方案存在傳輸速率低、抗干擾能力弱、兼容性差等問(wèn)題，難以滿足日益增長(zhǎng)的高性能通信需求。在此背景下，廈門(mén)國(guó)科安芯科技有限公司推出了ASM1042 CAN FD通信接口芯片，該芯片以其卓越的技術(shù)性能和全面的保護(hù)功能，為兩輪車(chē)充電機(jī)通信系統(tǒng)的優(yōu)化提供了全新的選擇。

2.ASM1042通信接口芯片技術(shù)特點(diǎn)

2.1 高性能通信能力

ASM1042芯片嚴(yán)格遵循ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理層標(biāo)準(zhǔn)，支持高達(dá)5Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)CAN總線的1Mbps速率限制。這對(duì)于兩輪車(chē)充電機(jī)而言，意味著能夠?qū)崿F(xiàn)更快速的充電參數(shù)配置、故障信息上報(bào)以及充電狀態(tài)更新等功能，顯著提升充電過(guò)程的智能化水平。其較短的對(duì)稱(chēng)傳播延遲時(shí)間和快速循環(huán)次數(shù)，可增加時(shí)序裕量，在有負(fù)載的CAN網(wǎng)絡(luò)中確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，即使在復(fù)雜的電磁干擾環(huán)境下，也能維持高效的通信性能。

2.2 廣泛的電源電壓適應(yīng)性

該芯片支持3.3V和5V的I/O電壓范圍，能夠與不同電壓等級(jí)的微控制單元（MCU）實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。兩輪車(chē)充電機(jī)通常采用多種電源配置，ASM1042的這一特性使其在多樣化電源系統(tǒng)中具備良好的兼容性，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和成本。同時(shí)，其未供電時(shí)的無(wú)源行為特性，保證了總線和邏輯引腳在高阻態(tài)下無(wú)負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了上電/斷電過(guò)程中的無(wú)干擾運(yùn)行，這對(duì)于充電機(jī)的穩(wěn)定啟動(dòng)和安全運(yùn)行具有重要意義。

2.3 強(qiáng)大的電磁兼容性（EMC）

在電磁干擾日益復(fù)雜的兩輪車(chē)應(yīng)用環(huán)境中，ASM1042展現(xiàn)出出色的表現(xiàn)。其支持SAE J2962-2和IEC 62228-3（最高500kbps）標(biāo)準(zhǔn)，在無(wú)需外接共模扼流圈的情況下，即可滿足嚴(yán)格的電磁兼容性要求。這不僅簡(jiǎn)化了充電機(jī)的電路設(shè)計(jì)，還減少了外圍元件的數(shù)量和成本，提高了系統(tǒng)的整體可靠性。

2.4 全面的保護(hù)機(jī)制

為應(yīng)對(duì)兩輪車(chē)充電場(chǎng)景中可能出現(xiàn)的各種異常情況，ASM1042配備了完善的保護(hù)功能。其IEC ESD保護(hù)等級(jí)高達(dá)±15kV（HBM），能夠有效抵御靜電放電對(duì)芯片的損害。總線故障保護(hù)電壓范圍達(dá)±70V，可防止因總線短路或過(guò)壓等故障導(dǎo)致的芯片損壞。此外，VCC和VIO電源終端的欠壓保護(hù)、驅(qū)動(dòng)器顯性超時(shí)保護(hù)（TXD DTO）以及熱關(guān)斷保護(hù)（TSD）等功能，共同構(gòu)建了多維度的保護(hù)體系，確保芯片在惡劣的工作條件下也能穩(wěn)定運(yùn)行，大幅降低了充電機(jī)的維修成本和停機(jī)時(shí)間。

3.ASM1042在兩輪車(chē)充電機(jī)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 提升充電效率與用戶體驗(yàn)

借助ASM1042的高速通信能力，兩輪車(chē)充電機(jī)能夠以更短的時(shí)間完成充電參數(shù)的設(shè)置和調(diào)整，如充電電流、電壓、溫度補(bǔ)償?shù)取Ｔ诔潆娺^(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)并根據(jù)反饋信息動(dòng)態(tài)優(yōu)化充電策略，實(shí)現(xiàn)快速、安全的充電。對(duì)于用戶而言，縮短充電等待時(shí)間、提高充電成功率，將顯著提升其使用體驗(yàn)，增加對(duì)兩輪電動(dòng)車(chē)的滿意度和依賴(lài)度。

3.2 增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性

兩輪車(chē)充電機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，常常面臨電磁干擾、電壓波動(dòng)、溫度變化等不利因素。ASM1042芯片的高抗干擾能力和全面保護(hù)機(jī)制，使其能夠在惡劣環(huán)境下保持穩(wěn)定運(yùn)行。例如，在雷雨天氣或靠近其他電子設(shè)備的充電場(chǎng)景中，該芯片能夠有效抵御電磁干擾，確保充電機(jī)與車(chē)輛之間的通信不中斷，保障充電過(guò)程的安全性和可靠性。其熱關(guān)斷保護(hù)功能可防止因過(guò)熱導(dǎo)致的芯片損壞，延長(zhǎng)充電機(jī)的使用壽命。

3.3 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與成本控制

ASM1042芯片的寬電源電壓范圍和無(wú)源行為特性，為充電機(jī)的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。設(shè)計(jì)師無(wú)需額外配置復(fù)雜的電源轉(zhuǎn)換電路，即可滿足不同MCU的電壓需求，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和成本。同時(shí)，其內(nèi)置的EMC保護(hù)功能減少了對(duì)外部磁芯元件的依賴(lài)，進(jìn)一步簡(jiǎn)化了電路布局，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的一致性。

4.ASM1042芯片在兩輪車(chē)充電機(jī)中的性能優(yōu)化實(shí)踐

4.1 通信線路優(yōu)化

在兩輪車(chē)充電機(jī)中應(yīng)用ASM1042芯片時(shí)，通信線路的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。對(duì)于大于1Mbps或者拓?fù)鋸?fù)雜傳輸距離較遠(yuǎn)的接口網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)選用特征阻抗為120Ω（±10%）、裸線單位電容小于50pF/m的屏蔽雙絞線，且絞距應(yīng)小于25mm。這種線纜配置能夠有效降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的衰減和電磁輻射，提高通信質(zhì)量。

4.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)量?jī)?yōu)化

在高速通信場(chǎng)景下，節(jié)點(diǎn)數(shù)量的合理控制對(duì)于保障系統(tǒng)性能至關(guān)重要。對(duì)于5Mbps速率的ASM1042通信網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)準(zhǔn)手拉手連接拓?fù)淝闆r下，建議節(jié)點(diǎn)數(shù)量不超過(guò)8個(gè)。

4.3 電源管理優(yōu)化

ASM1042芯片的低功耗待機(jī)模式和遠(yuǎn)程喚醒請(qǐng)求特性，為兩輪車(chē)充電機(jī)的電源管理系統(tǒng)提供了優(yōu)化方向。在待機(jī)狀態(tài)下，芯片功耗可低至微安級(jí)，這使得充電機(jī)能夠在非工作時(shí)段保持低功耗待機(jī)，同時(shí)通過(guò)接收喚醒請(qǐng)求快速啟動(dòng)。

5.結(jié)論與展望

ASM1042芯片憑借其高性能通信能力、強(qiáng)大的電磁兼容性、廣泛的電源電壓適應(yīng)性以及全面的保護(hù)機(jī)制，能夠顯著提升兩輪車(chē)充電機(jī)的通信效率、穩(wěn)定性和可靠性，滿足現(xiàn)代兩輪車(chē)充電機(jī)對(duì)智能通信的高要求。

在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)優(yōu)化通信線路、合理控制節(jié)點(diǎn)數(shù)量以及優(yōu)化電源管理策略，可以充分發(fā)揮ASM1042芯片的性能優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)充電機(jī)通信系統(tǒng)的性能優(yōu)化，提高充電效率和用戶體驗(yàn)。

審核編輯 黃宇