智慧兩輪出行新方案

自 2019 年新國標正式推行以來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)被要求確保蓄電池標稱(chēng)電壓小于等于 48V、整車(chē)質(zhì)量小于等于 55kg。功率密度更高、循環(huán)壽命更久、安全性更佳的鋰電池市場(chǎng)份額因此而迅速提升。

與此同時(shí)，在新基建理念引領(lǐng)下，伴隨物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的升級，中國共享單車(chē)和共享電單車(chē)產(chǎn)業(yè)從硬件裝配到服務(wù)體系都將得到進(jìn)一步升級和創(chuàng )新。

MPS 多年深耕于電源產(chǎn)品研發(fā)，愿攜手各位工程師朋友，助你們在智慧兩輪出行的浪潮上全力沖刺。

多串鋰電池全新電能計量解決方案

電池管理系統（BMS，Battery Management System）解決方案的最大挑戰之一就是準確估算電池組的內部狀態(tài)，出色的電池狀態(tài)監測方案與提升產(chǎn)品性能、改善用戶(hù)體驗息息相關(guān)。

MPS 全新推出 MPF42790 電量計方案，幫助客戶(hù)實(shí)現更高精度的電池荷電狀態(tài)計量：

●  覆蓋 2 串 - 16 串電池包應用規格

●  支持多達 4 個(gè)溫度傳感器信息監測

●  支持實(shí)現單節電池荷電狀態(tài)(SoC)監測

●  支持實(shí)現單節電池健康狀態(tài)(SoH)監測

●  為客戶(hù)電池提供定制化特性建模

圖 1: 基于 MPF42790 的 BMS 方案功能框圖

600W 高功率密度電池充電方案

隨著(zhù)電池包鋰電化趨勢蓬勃發(fā)展，大功率充電適配器逐漸成為市場(chǎng)主流需求，而傳統反激架構顯然難以滿(mǎn)足大功率適配器的高頻、高效、高功率密度要求。因此，MPS 發(fā)布了高性能數字 PFC + LLC 組合控制器 HR1211，并基于 HR1211 提供一整套 600W 電池充電解決方案。 

圖 2 是參考設計評估板 EVHR1211-Y-00B，其中包括 HR1211、HF500-15、MP6925A 和 MP2009。 

圖 2: 參考設計評估板 EVHR1211-Y-00B

圖 3 展示了該設計的功能框圖 

圖 3: 600W 電池充電方案功能框圖

HR1211 內部集成的 PFC 控制器能夠幫助用戶(hù)在省去昂貴的低頻濾波器的同時(shí)，使產(chǎn)品具備出色的功率因數水平；配合 MPS 的同步整流方案 MP6925A 取代副邊二極管，效率顯著(zhù)提升，并通過(guò)恒流恒壓控制（CC-CV）來(lái)確保電池合理充電；方案因此能實(shí)現較高的功率密度，從而得以幫助客戶(hù)降低整體方案成本。 

圖 4: MPS 600W 充電方案性能實(shí)測

高效百伏耐壓同步降壓轉換器

現階段，電池包額定電壓范圍覆蓋從電動(dòng)自行車(chē)的 48V 到輕型電摩的 60V 甚至更高?？紤]到電機反電動(dòng)勢存在，在設計 BMS 方案時(shí)通常需要使用 100V 耐壓的電源芯片為板上主控、通信供電。

MPS 全新發(fā)布一顆 100V 耐壓、0.8A 負載電流能力的同步降壓轉換器 MP4581： 

圖 5: MP4581 應用電路

MP4581 不但可以輕松扛過(guò)電池包正極上近百伏的峰值電壓，還能在輕載時(shí)自動(dòng)進(jìn)入跳頻模式（PSM，Pulse-Skipping Mode）提升工作效率，并以極低的靜態(tài)電流（15uA）幫助客戶(hù)實(shí)現BMS方案的低待機功耗指標。圖 6 顯示了 MP4581 與競品的靜態(tài)電流（IQ）對比。 

圖 6: MP4581 享有 15uA 超低靜態(tài)電流 (IQ)

圖 7 顯示了 MP4581 的效率曲線(xiàn)。 

圖 7: MP4581 效率曲線(xiàn)

適用于小型太陽(yáng)能電池板 MPPT 算法實(shí)現的

鋰電池充電方案

隨著(zhù)“共享化”概念深入人心，越來(lái)越多的人習慣了共享單車(chē)出行。對于共享單車(chē)來(lái)說(shuō)，除使用小型光伏板為中控單元供電外，通常還會(huì )配備用電池。

如何保證光伏電池板以最大功率為共享單車(chē)中控系統供電以及如何在光照不足的情況下控制備用電池無(wú)縫切換給系統供電，是整個(gè)光伏充電系統設計中的關(guān)鍵問(wèn)題。 MPS 的最新一代單串鋰電池充電管理解決方案

MP2731 完美適配光伏輸入場(chǎng)合。圖 8 顯示了 MP2731 的功能架構。 

圖 8: MP2731 功能架構

MP2731 有三個(gè)核心優(yōu)勢：集成可編程輸入電壓環(huán)，內置的模數轉換器（ADC），以及采用 NVDC 路徑管理架構。下面介紹這些功能：

1. 集成可編程輸入電壓環(huán): 通過(guò)控制輸入電壓環(huán)，即可調節光伏板的輸出電壓；

2. 內置 ADC: 采集輸入電壓和電流轉換成數字信息存儲在寄存器中，便于上位機計算光伏板的輸出功率；

3. 采用 NVDC 路徑管理架構: 可實(shí)現光伏電池板與備用電池對系統供電的無(wú)縫切換。

以 MP2731 為核心的光伏充電方案能夠高效追蹤光伏電池板的最大輸出功率，實(shí)測跟蹤精度可達96.8%（見(jiàn)圖 9）。 

圖 9: MP2731 評估板及實(shí)測 MPPT 跟蹤精度

結語(yǔ)

隨著(zhù)電動(dòng)自行車(chē)和自行車(chē)共享服務(wù)的普及，MPF42790、HR1211、MP6925A、MP4581 和 MP2731 等產(chǎn)品也推動(dòng)著(zhù)電動(dòng)自行車(chē)的發(fā)展浪潮。從控制器到電池充電器到轉換器，MPS 可以在設計過(guò)程的多個(gè)階段優(yōu)化電動(dòng)自行車(chē)解決方案。