Вчера мы рассказали при характеристики литий-ионного аккумулятора и почему важно обеспечить изоляцию сигнала в системах мониторинга ячеек аккумулятора в гибридных автомобилях.
Оптроны играют важную роль в системах электротранспорта и обеспечивают должный уровень изоляции сигнала, высокую помехоустойчивость и безопасность.
Оптроны предотвращают риски воздействия высокого напряжения на системы управления, мультимедиа и другие системы, которые могут иметь непосредственный контакт с водителем или пассажирами.
Система контроля и управления аккумуляторной батареей в Chevy Volt – это лишь один из примеров использования оптронов в автомобильных решениях.
Компания Broadcom предлагает несколько семейств оптронов, которые соответствуют строгим автомобильным стандартам и могут использоваться в системах обработки данных и измерения напряжения в аккумуляторных батареях, обеспечивая при этом должный уровень изоляции в интерфейсах передачи.
Автомобильные оптроны
Одним из примеров для применения в электромобилях и обеспечения изоляции может послужить оптрон Broadcom ACPL-M43T.
ACPL-M43T входит в семейство Broadcom R2Coupler и представляет собой одноканальный цифровой преобразователь в компактном корпусе SO-5 JEDEC с пятью выводами, предназначенном для поверхностного монтажа.
Помимо усиленной изоляции, в оптронах семейства Broadcom R2Coupler используются двойные соединения между площадками для увеличения уровня надежности.
Кроме того, оптроны данного семейства имеют расширенный температурный диапазон работы, значительно превосходящий значения для компонентов потребительского сегмента.
Оптроны Broadcom R2Coupler предназначены для применения в автомобильных системах, соответствуют стандартам
ISO / TS16949 и AEC-Q100 и используют в своем составе специальные светодиоды соответствующего класса
Оптрон ACPL-M43T прекрасно подходит для применения в системах контроля и управления аккумуляторной батарей:
- ACPL-M43T имеет номинальное рабочее напряжение 567 В
- Длину пути тока утечки по поверхности изолятора 5 мм
- Способность выдерживать скачки напряжения величиной до 6000 В
- Оптрон имеет коэффициент ослабления синфазного сигнала (CMR) на уровне 30 кВ / мкс при входном токе 10 мА, что также снижает вероятность наводки шумов, возникающих во время переходных процессов, в шину CAN
- Скорость передачи ACPL-M43T составляет 1 Мбод, что более чем достаточно для применения в автомобильных решениях.
Кроме того, устройство имеет выход с открытым коллектором, что позволяет разработчикам настраивать скорость нарастания выходного сигнала для уменьшения уровня EMI, которые могут быть вызваны быстрым переключением в других подключенных компонентах, включая приемопередатчики CAN
В плате модуля интерфейса для управления аккумулятором, ACPL-M43T находятся на краю коммуникационной секции, таким образом изолируя модуль от высоковольтных подсистем. Секция дополнительно экранирована земляными слоями на других слоях платы.
Всего в секции расположено три отдельных оптрона ACPL-M43T для каждой из трех сигнальных линий:
- CAN Tx
- CAN Rx
- сигнал сбоя высокого напряжения
В результате путь прохождения сигнала, на примере CAN Tx, можно описать следующим образом: выходной сигнал с контакта CAN Tx проходит через экранированный слой на печатной плате, достигает контакта 1 оптрона ACPL-M43T тем самым подавая питание на встроенный светодиод, что в результате приводит к изменению состояния на выводе 5 Vo . Затем изолированный сигнал передается на выходной каскад модуля связи с аккумулятором.
Оптрон - это компонент, к выбору которого стоит внимательно выбирать при построении систем электрического и гибридного транспорта.
Вопросы по выбору оптронов для автомобилестроения или других задач, вы можете задать в комментариях к этой публикации.
На вопросы по силовой электронике отвечает эксперт, инженер по применению EBV Elektronik, Дмитрий Антонов
