Renesas Electronics ha messo a punto una soluzione di mobilità a 48 V per aiutare i clienti ad accelerare il processo di sviluppo di scooter elettrici, biciclette elettriche, UPS e sistemi di accumulo di energia. Dotato del front-end della batteria a 16 celle (BFE) ISL94216, dei robusti driver MOSFET HIP2211 da 100 V e del microcontrollore (MCU) a 32 bit RX23T, la soluzione modulare con un'unità a virgola mobile (FPU) incorporata e sei timer ad alte prestazioni progettato specificamente per algoritmi di controllo di inverter complessi.
La soluzione combinata per la mobilità a 48 V è alimentata da una batteria agli ioni di litio da 25 Ah che aziona un inverter da 1600 W per raggiungere velocità fino a 5000 giri / min. Include due schede per gestire il numero di celle della batteria e i livelli di potenza più elevati richiesti dalle applicazioni mobili.
Il Battery Front End (BFE) e la scheda caricatore si concentrano su pacchi batteria più grandi e con voltaggio più elevato. L'altra scheda, che è il controllo del motore e la scheda inverter, presenta misurazioni di corrente / tensione sincronizzate e driver che sono modulati in larghezza di impulso (PWM) per attivare il motore e monitorare lo stato del motore. L'algoritmo con l'hardware è perfetto per pilotare motori CC senza spazzole (BLDC). Inoltre, sono disponibili due schede opzionali. Una è la scheda del ricevitore di ricarica wireless e l'altra è la scheda di controllo Bluetooth Low Energy (BLE 5.0).
Le caratteristiche specifiche e il design modulare della soluzione di combinazione vincente per la mobilità consentono agli ingegneri di ridurre notevolmente le ore di lavoro nello sviluppo e nel debug di software / hardware. Inoltre, ISL94216 altamente integrato offre diverse funzionalità che bilanciano e monitorano le condizioni del sistema per migliorare la durata della batteria e la sicurezza, indipendentemente dall'MCU. Inoltre, utilizza il controller buck-boost sincrono bidirezionale a 4 interruttori da 60 V ISL81601 per una ricarica ultra rapida. Il profilo del caricatore CC / CV del controller è implementato tramite l'MCU del sistema.
Caratteristiche principali
BFE e scheda caricatore: il BFE a 16 celle ISL94216 supporta fino a 200 mA + chiave di bilanciamento delle celle esterne per consentire una ricarica rapida e un elevato utilizzo in pacchi batteria di grandi dimensioni con tolleranza hotplug fino a 62V. Fornisce protezione completa della batteria, high-side e monitoraggio per pacchi batteria da 4S a 16S. L'MCU RX23T a 32 bit con FPU integrata supporta il pieno controllo dell'intero sistema. Gli amplificatori operazionali ISL28214 offrono bassi consumi energetici e polarizzazione di ingresso, mentre ISL81601 massimizza l'efficienza di carica e utilizza il rilevamento della corrente e il monitoraggio I / O per regolare i livelli di ingresso. Inoltre, il multiplexer ISL84051 gestisce fino a otto ingressi con connettività RDSon bassa e tempo di commutazione in nanosecondi
- Scheda di controllo del motore e inverter: la scheda supporta un pacco batterie da 48 V e può raggiungere 5000 giri / min utilizzando un gruppo propulsore inverter da 1600 watt con sensori di controllo del motore. Include un convertitore DC / DC, sensori di corrente op-amp ISL28191, regolatore LDO ISL80410, driver MOSFET half-bridge HIP2211 100V e banco MOSFET; si collega al BFE e alla scheda caricatore.
- Schede opzionali e applicazione per telefono cellulare: la scheda di controllo BLE con MCU RX23W consente la connettività sicura del telefono cellulare tramite BLE per il controllo dell'acceleratore, lo stato della batteria, la connessione GPS e la cronologia del percorso salvata; si collega al BFE e alla scheda caricatore. Questo MCU è stato scelto specificamente dalla stessa famiglia RX per consentire la progettazione monotonica del software. La scheda del ricevitore di ricarica wireless dispone di due ricevitori wireless Renesas utilizzati in parallelo per aumentare la potenza secondo necessità; si collega al BFE e alla scheda caricatore. L'applicazione per telefoni cellulari sblocca lo scooter, controlla l'accensione / spegnimento e l'avvio del motore. La soluzione per la mobilità invia dati diagnostici e parametrici al canale BLE protetto del telefono cellulare a intervalli di 1 secondo.
Il nuovo BFE a 16 celle ISL94216 è attualmente disponibile in un pacchetto QFN a 64 conduttori dai distributori mondiali Renesas con un prezzo di $ 2,99 per quantità di 1.000 unità.