能效 20 多年以來，TI 一直致力于幫助客戶設計高性能的電源轉換產品，以便滿足嚴苛的能效規格。 TI 能幫助客戶通過優勢節能設計迅速占領市場。TI 提供負載點 DC/DC 轉換器、離線電源和數字電源管理解決方案，通過各種輕載效率改進功能幫助客戶滿足低待機功耗要求。作為節能環保的新能源汽車-混合動力汽車/純電動汽車。TI也一直致力于為客戶提供更加完備和優秀的汽車解決方案。在這里電子發燒友網就為大家帶來了TI在混合動力汽車/純電動汽車方面的幾種解決方案供大家參考。

德州儀器 （TI） 的 E-Bike 解決方案

設計注意事項

對于那些居住在工作單位附近或希望找到取代較昂貴的電機控制型交通工具的人們而言，電動自行車正日益成為他們的熱門首選。在電池與電機技術得到迅速發展的同時，電動自行車的速度和行程也正在不斷提高。電動自行車可以使用基于預期成本和設計復雜性的各種組件。

內核子系統包括：

控制器：

通常包括檢測、A/D 轉換和輸出比較組件。超低功耗微控制器可用于低端系統，而 C2000 數字信號處理器則可用于具有更多功能的復雜系統。

電機：

電動自行車通常采用有刷或無刷直流電機。盡管無刷電機更加可靠且更為高效，但它會增加自行車的重量。

電池：

電池類型經歷了從鉛酸到鋰離子的發展過程。鉛酸電池因其低成本的特點而被廣泛使用，但它比鋰電子電池更大、更重，并且不如鋰電子電池環保。

電源管理：

提供運行功能塊所需的電源并監視電池活動。對于低端電動自行車而言，具有比較器和分立器件的主機控制器可用于管理鉛酸電池。而更為復雜的電動自行車則采用能提供電池保護、監控和電量監測的特定 IC，以便為用戶提供安全和有關鋰離子電池的重要信息。

EV HEV 充電器：1 級和 2 級

EV HEV 1 級和 2 級充電器方框圖 （SBD），使用 TI 數字功率控制器、通信設備、高性能驅動器和接口器件。

設計注意事項

插入式混合電動車 （PHEV） 和電池電動車 （BEV） 是兩項快速興起的技術，可使用功能強大的電機和高電壓電池組作為動力和能量來源。由于電池的電量有限，PHEV 和 BEV 必須定期再充電，而這通常通過以某種形式連接到電網來進行。對于大多數用戶，1 級充電（15A-20A 時為 120 VAC）將是最可用的電源，由于所有用戶都可輕松接觸板載充電器，因此應能夠處理所有板載充電器。在其當前狀態下，多數用戶喜歡利用更快的 2 級充電（40A 時為 240 VAC）。相比 1 級充電，2 級充電的充電時間更短，但需要更大的電源來供應相應的電流和電壓。通過能夠同時利用這兩種充電，您在充電選項上為客戶提供了更大的靈活性，以及更多可提供充電的位置。

用于這些汽車的 1 級和 2 級充電系統包含一個 AC / DC 轉換器，可從 AC 線產生 DC 電壓。這些輸入電源需要經過功率因數校正 （PFC） 來提升功率因數以符合地區法規標準。反向器的核心是實時 C2000 微處理器。此控制器被編程為執行控制環路以實現所有必需的電源管理功能，包括具有 PFC 的 AC/DC 和 DC/DC 以創建必需的電池充電配置文件。C2000 控制器包含先進外設，例如高精度 PWM 輸出和 ADC，可讀取 ADC 并在單個時鐘周期內調節 PWM，從而實現實時控制。

為安全起見，還需要隔離處理器和電流與電壓，以及連接外界的通信總線。TI 數字隔離器具有邏輯輸入和輸出緩沖器，它由可提供 4kV 隔離的 TI 二氧化硅 （SiO2） 隔離勢壘進行隔離。當與隔離電源配合使用時，這些器件可以阻止高電壓、隔離接地以及防止噪聲電流進入本地接地和干擾或損害敏感的電路。高性能模擬部件還可提供重要系統的功能，例如 MOSFET 驅動器、傳感器反饋、芯片電源和通信收發器。

1 級和 2 級板載充電系統的通信特定于應用。它取決于消費者是否需要此類系統來連接到電網。1 級充電在公共領域可能不太常見，而在家用充電領域最廣泛。另一方面，2 級充電將受益于電力線通信 （PLC） 集成或無線協議，在充電站和公用事業公司之間實現直接通信。這兩種充電級別都為用戶提供了連接到智能儀表類型應用或將數據記錄到其家庭局域網絡 （HAN） 的選項，通過 PLC 或無線協議用于個人用途。其他通信選項為用戶提供更出色的靈活性，以便充分利用插入式汽車的全部優勢。

EV HEV 充電器：3 級

EV HEV 3 級充電器方框圖 （SBD），使用 TI 數字功率控制器、通信設備、高性能驅動器和接口器件。

設計注意事項

插入式混合電動車 （PHEV） 和電池電動車 （BEV） 是兩項快速興起的技術，可使用功能強大的電機和高電壓電池組作為動力來源。由于電池的電量有限，PHEV 和 BEV 必須定期再充電，而這通常通過連接到電網來進行。在進行此操作時，一些通信形式（PLC、無線或 RFID）可用于管理充電活動，并幫助識別和驗證汽車或被所有者用于計費用途。3 級充電將在公共充電領域發揮重要作用，以便縮短充電時間，并使用戶能夠獲益于移動充電。

用于這些汽車的 3 級充電系統包含一個 AC/DC 轉換器，可從 AC 線產生 DC 電壓。這些輸入電源需要經過功率因數校正 （PFC） 來提升功率因數以符合地區法規標準。反向器的核心是實時 C2000 微處理器。此控制器被編程為執行控制環路以實現所有必需的電源管理功能，包括具有 PFC 的 AC/DC 和 DC/DC 以創建必需的電池充電配置文件。C2000 控制器包含先進外設，例如高精度 PWM 輸出和 ADC，可讀取 ADC 并在單個時鐘周期內調節 PWM，從而實現實時控制。

盡管 C2000 管理電源，但主機控制器將負責使用通信調制解調器和溫度傳感提供的信息來驅動顯示屏并與板載電池組直接通信。用于充電配置文件的必要信息將發送到電源控制器，而重要的充電診斷和電池狀態將發送到 3 級充電系統的顯示屏上。

為安全起見，還需要隔離處理器和電流與電壓，以及連接外界的通信總線。TI 數字隔離器具有邏輯輸入和輸出緩沖器，這些緩沖器由 TI 的二氧化硅 （SiO2） 隔離勢壘進行隔離，可提供 4kV 隔離。當與隔離電源配合使用時，這些器件可以阻止高電壓、隔離接地以及防止噪聲電流進入本地接地和干擾或損害敏感的電路。高性能模擬部件還可提供重要系統的功能，例如 MOSFET 驅動器、傳感器反饋、芯片電源和通信收發器。

單個系統上的通信可由單個處理器處理。具有復雜顯示和在線計費/報告的更精密的系統（例如 3 級充電）可能還需要一個控制器。實施低頻窄帶 PLC （LF NB PLC） 解決方案將提供最適合的帶寬、功耗和成本要求。在窄帶域（頻率高達 500kHz）運行可確保數據完整性，同時可將系統成本降到最低。為此，該標準將利用現有電力線基礎設施，為在新汽車電子系統中集成智能監控和控制提供了經濟高效的方式。數據速率從 1.2kbps 到數百 kbps 不等，具體情況取決于現有標準。TI 的 PLC 軟件通過 plcSUITE 庫提供，讓開發人員可以在一個獨特設計中支持多種調制和標準。開發人員可實施 SFSK IEC61334、PRIME 和 G3 標準，將 FlexOFDM 用于定制 OFDM 實施，還可以針對未來的標準進行升級。有關詳細信息，請訪問我們的 PLC 應用頁面。此外，還可能需要無線通信和/或 RFID 作為第二個通信協議及識別與計費的方式。