新能源汽车里面的配电系统和E-Fuse

发布时间:2023-07-11  

1

新能源汽车配电系统升级


传统车的配电系统,ECU主要通过保险丝和继电器完成车载电器的电源控制,包括钥匙开关继电器、灯光继电器、喇叭继电器等,还有一些常供电的负载直接通过保险丝接蓄电池正极,如下图

ee9eb04c-fae0-11ed-90ce-dac502259ad0.png

传统保险丝或者继电器/熔断器有如下劣势

传统的保险丝在保护时会被熔断或者破坏

过流和短路保护速度慢,线束和用电器长时间大电流情形下会加速老化

保险丝作为传统的电器件,无法实现诊断功能

继电器的理想寿命是10万次,有限制

随着汽车智能化,电气化的不断升级,更小、更轻、更智能、更容易安装的智能电器盒出现了,特斯拉率先在MODEL 3中采用E-Fuse替代保险丝和继电器进行配电;

E-Fuse有什么优势呢?

重复使用:通断操作通过打开和关闭MOSFET来实现的

可监测:能实现电流、电压检测等功能

过压保护:能限制向后级的输出电压

过流保护:E-Fuse能够在电路大幅超过限制电流时,迅速切断回路,时间仅150us

热保护:过流、过压情况下都会产生大量的热量,当温度超过一定值时,E-Fuse关闭不输出,从而保护E-Fuse。

反向电流阻断:对于反接,感性负载产生的反向电压导致的反向电流进行阻断

那么,采用E-Fuse的系统,有什么优势呢?

eea7369a-fae0-11ed-90ce-dac502259ad0.png

2

什么是E-Fuse

E-Fuse,和之前MCU文章介绍的E-Fuse不一样,这里的E-Fuse,是一种基于半导体实现的,可以提供用电安全保护的电路,一般由MOSFET作为开关,并配置驱动,采样,保护等电路形成 如下是TI基于高低边开关,或者驱动器+MOSFET实现的E-Fuse方案

eeb3b60e-fae0-11ed-90ce-dac502259ad0.png

如下是集成MOSFET的高边开关 TPS1HA08的框图

eec6f642-fae0-11ed-90ce-dac502259ad0.png

如下是基于驱动DRV8106+外置MOSFET实现的高边E-Fuse示意图

eed85842-fae0-11ed-90ce-dac502259ad0.png

3

E-Fuse的工作逻辑

小二理解,E-Fuse最重要的一点,是利用了MOSFET的SOA的特性,结合电压检测,电流检测,温度检测等,对MOSFET继续开关;

SOA如下图

eef50dc0-fae0-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

A线  是由导通电阻RDS(on)max[ID=VDS/RDS(on)]限制的区域。该区域一般与ASO区域分开讨论。

B线 是受最大额定电流IDC(稳态直流)、ID(pulse)(脉冲)max限制的区域。即:Ids能够承载最大电流限制的线。

C线 是受通道损耗(Channel dissipation或者Channel loss,ID流经DS这是主要功率产生的功耗)限制的区域,电流和电压的乘积的最大值,即额定功耗限制的线路。

D线 是Vds的额定电压相关,受耐压VDSsmax限制的区域。

E线 是二次击穿限制, 与双极晶体管中的二次击穿区域类型相同,该区域在连续运行或以相对较长的脉冲宽度(几毫秒或更长)打开的条件下出现。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>