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用光電耦合器隔離高電壓改善電動(dòng)車(chē)鋰離子電池組的安全性
作者：
時(shí)間：2016-12-16
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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為了符合汽車(chē)應用環(huán)境的嚴格規范要求，Avago提供了多個(gè)系列的光電耦合器產(chǎn)品，可以應用在電池組的電壓感應上，帶來(lái)數據通信接口和其他應用的安全隔離，表1提供符合各種汽車(chē)應用環(huán)境的光電耦合器產(chǎn)品。
表1：各種光電耦合器合適的汽車(chē)應用
汽車(chē)用光電耦合器
舉例來(lái)說(shuō)，Avago的ACPL-M43T光電耦合器就提供了電池接口控制模塊電路板需要的隔離功能，作為AvagoR2Coupler系列的一員，ACPL-M43T是一款采用緊湊5引腳SO-5 JEDEC封裝，適合表面貼裝應用的車(chē)用級單通道數字光電耦合器。除了強化絕緣能力外，Avago的R2Coupler產(chǎn)品使用雙線(xiàn)來(lái)強化關(guān)鍵的功能連接，如圖2。另外，密封型光電耦合器展現了更強的可靠性和更廣的工作溫度范圍，大幅度超越使用消費類(lèi)等級LED的光電耦合器產(chǎn)品。專(zhuān)門(mén)面向汽車(chē)應用設計，Avago的產(chǎn)品使用車(chē)用級LED，通過(guò)符合ISO/TS16949的質(zhì)量系統進(jìn)行制造，并符合AEC-Q100規格要求。
圖2：對于車(chē)用級R2Coupler產(chǎn)品如ACPL-M43T光電耦合器，Avago使用雙線(xiàn)強化關(guān)鍵功能連接。(圖中高亮顯示)
這個(gè)器件非常適合電動(dòng)車(chē)電池組的要求，提供包括567V連續工作電壓，6000V最高瞬態(tài)過(guò)電壓、5mm爬電距離和5mm電氣間隙等規格，在10mA順向輸入電流時(shí)，不管是邏輯高電平或低電平輸出都具有30kV/μs的共模瞬變抗擾度，可以降低其他汽車(chē)子系統變化進(jìn)入CAN傳輸線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的機會(huì )。
ACPL-M43T的1M波特率對于這類(lèi)設計已經(jīng)非常足夠，另外，采用的集電極開(kāi)路輸出也可以允許設計工程師調整輸出壓擺率來(lái)降低可能來(lái)自于其他零組件，包括CAN收發(fā)器等快速開(kāi)關(guān)時(shí)間的電磁輻射，盡管CAN物理層傳輸協(xié)議自帶相對較低的EMI。
在電池接口模塊電路板中，ACPL-M43T位于通信區的邊緣，通過(guò)更深層電路板中的接地面屏蔽進(jìn)一步把它和高電壓感應子系統隔離，隔離接口提供三個(gè)獨立ACPLM43T光電耦合器給三個(gè)由感應電路發(fā)出的連接線(xiàn)，特別是CAN發(fā)射輸出引腳，微控制器的CAN接收輸入引腳和微控制器的高電壓故障信號。微控制器的CAN發(fā)射引腳輸出通過(guò)電路板的屏蔽信號層到達ACPLM43T的陽(yáng)極，提供嵌入式LED能量，造成輸出引腳Vo的狀態(tài)變化，如圖3，接著(zhù)已隔離信號被送到電池接口
模塊的通信輸出級電路。
光電耦合器在全電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)電子系統中扮演了非常重要的角色，提供信號隔離、高噪聲抑制能力和系統保護，避免高電壓進(jìn)入可能對駕駛或乘員帶來(lái)傷害或電擊的路徑，Chevy Volt電動(dòng)車(chē)只是光電耦合器如何應用于協(xié)助電池組管理的一個(gè)實(shí)際范例。
圖3：Avago的ACPL-M43T光電耦合器可以用來(lái)隔離微控制器和CAN收發(fā)器間的信號。
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