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電動自行車運(yùn)放、電源管理及鋰電池充電和MOSFET的解決方案

電動自行車運(yùn)放、電源管理及鋰電池充電和MOSFET的解決方案
電動兩輪車的市場逐漸呈現(xiàn)出消費(fèi)升級與需求個性化、消費(fèi)者環(huán)保意識的覺醒,以及消費(fèi)者追求便捷與智能等趨勢。此外,由于國際市場的需求增加,電動兩輪車產(chǎn)業(yè)逐步從本土進(jìn)一步走向海外走上國際化之路?;诖?,未來電動兩輪車行業(yè)將呈現(xiàn)差異化、高端化、智能化和國際化的趨勢。產(chǎn)品的定制化開發(fā), 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化技術(shù)和新能源技術(shù)等在電動兩輪車行業(yè)將持續(xù)應(yīng)用?!缎聡鴺?biāo)》過渡期結(jié)束后,上述因素也將成為行業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素,促進(jìn)行業(yè)進(jìn)入新一輪的高速發(fā)展期。

近年在國家“綠色出行、健康生活”的倡導(dǎo)下,電動自行車成為很多人短距離出行的重要選擇。2019年4月15日,《電動自行車安全技術(shù)規(guī)范》簡稱《新國標(biāo)》)實(shí)施,規(guī)范了電動自行車的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、流通和使用等環(huán)節(jié),行業(yè)迎來健康發(fā)展?!缎聡鴺?biāo)》對電動自行車的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高要求,對研發(fā)實(shí)力較強(qiáng)、生產(chǎn)效率較高的龍頭企業(yè)具有一定的促進(jìn)作用。根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)數(shù)據(jù),我國電動自行車保有量在2.5-3億臺,預(yù)計22-24年新國標(biāo)替換量為2500、3000、2500萬輛,預(yù)計22-24年電動自行車需求量為5815、6384、5964萬輛。

電動兩輪車的市場逐漸呈現(xiàn)出消費(fèi)升級與需求個性化、消費(fèi)者環(huán)保意識的覺醒,以及消費(fèi)者追求便捷與智能等趨勢。此外,由于國際市場的需求增加,電動兩輪車產(chǎn)業(yè)逐步從本土進(jìn)一步走向海外走上國際化之路?;诖耍磥黼妱觾奢嗆囆袠I(yè)將呈現(xiàn)差異化、高端化、智能化和國際化的趨勢。產(chǎn)品的定制化開發(fā), 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能化技術(shù)和新能源技術(shù)等在電動兩輪車行業(yè)將持續(xù)應(yīng)用?!缎聡鴺?biāo)》過渡期結(jié)束后,上述因素也將成為行業(yè)發(fā)展的主要驅(qū)動因素,促進(jìn)行業(yè)進(jìn)入新一輪的高速發(fā)展期。

上海貝嶺緊跟市場發(fā)展,可提供一整套覆蓋半橋驅(qū)動、運(yùn)放、接口、電源管理、液晶驅(qū)動、鋰電池充電和MOSFET的電動自行車解決方案。

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圖1 電動自行車框架

 

各個模塊之間的通訊目前市場主流使用RS-485接口,部分高端電動自行車會使用CAN接口進(jìn)行通訊。電機(jī)驅(qū)動板框架見圖2。

 

image.png

圖2 電機(jī)驅(qū)動板系統(tǒng)框架圖

 

1.  半橋驅(qū)動芯片

電動自行車的電機(jī)需要通過半橋驅(qū)動芯片進(jìn)行控制電機(jī)轉(zhuǎn)速、加減速等功能(表1 半橋驅(qū)動選型表)。

BL8202/3 半橋驅(qū)動芯片:

l  懸浮絕對電壓250V;

l  電源電壓工作范圍:10.0~20.0V;

l  兼容3.3/5/15V輸入邏輯;

l  驅(qū)動電流:+1.0A/-1.5A(Typ);

l  死區(qū)時間: 200ns (Typ);

l  集成VCC和VBS欠壓保護(hù)功能;

l  SOP8 封裝;

表1半橋驅(qū)動選型表

半橋驅(qū)動選型表

型號

驅(qū)動電壓

(V)

通道數(shù)

VCC電壓

(V)

驅(qū)動能力

(A)

控制邏輯

封裝

兼容型號

BL8202

250

單相

10~20

1.0/1.5

HIN/LIN

SOP8

IR2002

BL8203

250

單相

10~20

1.0/1.5

HIN/LINB

SOP8

FD2103

 

2.  運(yùn)放

電動自行車電機(jī)的電流采樣、堵轉(zhuǎn)保護(hù)等功能都需要通過運(yùn)放采集信號并處理(表2 低噪聲運(yùn)放選型表)。

BL3782/4 低噪聲運(yùn)放:

l  電源電壓范圍:2.1V~5.5V;

l  低噪聲:13nV/√Hz @10kHz;

l  高精度:Vos 0.8mV Typ;

l  增益帶寬:6MHz;

l  壓擺率:4.2V/Us;

l  工作溫度范圍:-40℃~+125℃;

表2 低噪聲運(yùn)放選型表

低噪聲運(yùn)放選型表

型號

通道

噪聲

nV/Hz

VCC

(V)

帶寬

(MHz)

SR

(V/Us)

IQ

(uA)

Vos Typ

(mV)

軌到軌

封裝

應(yīng)用

BL3782

2

13

2.1~5.5

6

4.2

470

0.8

SOP8

電流采樣

BL3784

4

13

2.1~5.5

6

4.2

470

0.8

TSSOP14

3.  接口

電動自行車的中控系統(tǒng)需要收集每個子模塊的數(shù)據(jù)信息,目前市場主流使用RS485接口通信方式(表3 RS485接口選型表)。

RS485 接口芯片:

l  傳輸速率覆蓋范圍廣;

l  供電電壓范圍寬:支持3.3V~ 5.0V;

l  通訊節(jié)點(diǎn)數(shù)多;

l  更好的ESD能力:±15KV(接觸放電)

RS485接口選型表
型號電壓(V)最高速率(Kbps)工作電流(mA)節(jié)點(diǎn)數(shù)ESD(接觸放電)工作溫度(℃)封裝兼容型號
BL3085(I47)3~5.55000.4256±15KV-40~85SOP8
BL158752M0.9128±15KV-40~85SOP8
BL15903~5.516M1.532±15KV-40~125SOP8SN75176

4.  電源管理

通常會用DC/DC把48V/60V電池包電壓降到12V給半橋驅(qū)動芯片供電,再降到 5V給系統(tǒng)MCU供電(表4 三端穩(wěn)壓器選型表)。

BL78L05D 三端穩(wěn)壓器:

l  高耐壓:42V Max;

l  高精度:±2% Typ;

l  輸出電流:100mA;

l  過熱保護(hù);

l  封裝形式:SOT89-3,SOP8,TO-92;

三端穩(wěn)壓器選型表
型號VIN MaxVoutIoutIQ typ輸出精度封裝備注
(V)(V)  (MA)(mA)
BL78L05D4251003±2%SOT89-3 SOP8   TO-92
BL78L05G4251003±2%SOT89-3工業(yè)級(125℃)

5.  液晶驅(qū)動


高端車型的中控儀表盤顯示內(nèi)容較多,一般會采用單獨(dú)的液晶驅(qū)動芯片。上海貝嶺為客戶提供多種輸出段位的產(chǎn)品選擇(表5 液晶驅(qū)動選型表)。


液晶驅(qū)動:


l  內(nèi)置震蕩電路、外圍簡單;


l  低功耗設(shè)計;


l  VDD電壓范圍:2.5~5.5V;


l  良好的EMC性能;

液晶驅(qū)動芯片選型表
型號輸出段位IDDIDD通訊接口工作電壓(V)封裝兼容型號
Power SavingNormal Mode
BL55072A4x36 SEG7.5uA@3.3V10uA@5VTwo-wire Serial2.5~5.5TSSOP48BU9792
BL550774x40 SEG9uA@3.3V25uA@5VTwo-wire Serial2.5~5.5LQFP64PCF8576

6.  鋰電池充電芯片


部分電動自行車的防盜通信模塊需要斷電工作,一般使用鋰電池供電(表6 鋰電池線性充電芯片選型表)。


鋰電池線性充電芯片:


l  防電池反接保護(hù)功能(部分型號);


l  高輸入耐壓,芯片過熱保護(hù);


l  電池溫度監(jiān)測(部分型號);


l  多種充電截止電壓、封裝可選;

鋰電池線性充電芯片選型表
型號充電截止電壓過壓保護(hù)typ耐壓充電電流 Max防電池反接保護(hù)電池溫度監(jiān)測封裝形式
(V)(V)(V)(mA)
BL4054B4.27  10800--SOT23-5
ME40574.2/4.34/4.4-6.51000ESOP8
ME40844.26.524600~1000SOT23-5/6
DFN2*2
ESOP8

7.  MOSFET


電動自行車的系統(tǒng)供電范圍寬,電機(jī)功率覆蓋面廣。在BMS和驅(qū)動器中,上海貝嶺可根據(jù)客戶的實(shí)際電壓、電流應(yīng)用需求提供多款性價比高的SGT MOS供選擇(表7 MOSFET選型表)。


SGT MOS優(yōu)勢:


l  通態(tài)電阻RDS(on) 低;


l  Vth一致性高;


l  EAS性能好,抗雪崩能力強(qiáng);


l  極低的QG 
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推薦型號:BLP02N08-T,BLP02N08-B,BLP03N08,BLP04N08,BLP05N08G,BLP05N08G-Q,BLP065N08G,BLP055N09G,BLP023N10G-T,BLP023N10,BLP03N10,BLP045N10

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