ONSEMI
Avtor: Pavel Šádek, Aplikacijski inženir
Trendi elektrifikacije in avtomatizacije v avtomobilskih aplikacijah spodbujajo pojav conskih krmilnikov za zmanjšanje teže kablov in poenostavitev arhitekture vozila v lokalna napajalna vozlišča.
Razvijalci lahko izkoristijo to novo arhitekturo in zamenjajo stare varovalke in mehanske releje z elektronskimi varovalkami, ki so kompaktnejše in zagotavljajo naprednejše zaščitne funkcije, vključno s hitrejšim in natančnejšim odzivom med okvaro. V varovalkah eFuse so zaščitne in preklopne funkcije združene v enem samem majhnem ohišju. Varovalke eFuse so pomemben del lokalne sheme distribucije električne energije, saj zagotavljajo kritično in inteligentno zaščito več točk obremenitve, kot so elektronske krmilne enote (ECU) vozila, kot je prikazano na sliki 1. Te eFuse varovalke so odgovorne za zaščito senzorjev (bližine, temperature itd.), kamer, nizkonapetostnih motorjev (za avtomobilske sedeže, upravljanje oken) ter žarometov in zadnjih luči v celotnem vozilu pred dogodki, ko se tok nenadno poveča.
Še en izziv za razvijalce je upravljanje več neodvisnih (uporovnih, kapacitivnih in induktivnih) bremen v vsakem ECU omrežju, če je plošča tiskanega vezja (TIV) omejena na minimalno površino. Vsako ECU breme ima lahko različne zahteve glede tokovnega in napetostnega območja, zaradi česar morajo oblikovalci uporabiti več različic varovalk eFuse. Poleg tega stroge avtomobilske zahteve določajo, da morajo eFuse varovalke vzdržati dogodke kratkega stika z zemljo, kar zagotavlja, da napajanje ni prizadeto in da druge veje nadaljnjih bremen nikoli ne doživijo takšnih prehodnih pojavov.
Novi NIV3071 eFuse [1] podjetja onsemi ima območje delovne vhodne napetosti od 8 V do 60 V, kar razvijalcem omogoča hkratno krmiljenje več vzporednih bremen z integracijo 4 neodvisnih kanalov v kompaktnem 5×6 mm ohišju. Vsak neodvisni kanal lahko podpira 2,5 A neprekinjenega toka in 10 A neprekinjenega toka, ko so vsi 4 kanali vzporedno povezani. NIV3071 podpira široko paleto bremen, vključno z uporovnimi, induktivnimi in kapacitivnimi. NIV3071 je bil preizkušen za krmiljenje velikih kapacitivnih bremen, saj omogoča kapacitivno polnjenje do 1mF pri Vin = 52 V, 60 ms rampa, Iout = 866 mA, Ta = 25 °C. Zaradi širokega območja vhodne napetosti je NIV3071 idealen za 12- in 48-voltne avtomobilske aplikacije. Poleg tega lahko razvijalciv avtomobilski industriji izkoristijo prilagodljivost NIV3071 za pogon širokega razpona obremenitev v več konfiguracijah, kot je prikazano na sliki 2. Štiri neodvisne kanale je mogoče poganjati z različnimi napetostnimi nivoji katere koli vrednosti v območju delovanja (običajno, vendar ne omejeno na 12 V, 24 V, 36 V in 48 V), kot je prikazano v konfiguraciji A. Napravo je mogoče poganjati tudi z enim samim virom energije, tako da se vsi vhodi povežejo skupaj (tj. 48 V) za poganjanje 4 različnih bremen navzdol, kot je prikazano v konfiguraciji B. Konfiguracija C prikazuje NIV3071 z enim kanalom za pogon do 10 A trajnega toka, medtem ko konfiguracija D poudarja eFuse za pogon 2 bremen do 5 A vsakega.
NIV3071 omogoča robustno zasnovo z zmožnostjo odpornosti na dogodke kratkega stika z zemljo za vhodne napetosti ≤60 V, z induktivnostjo do 5 µH, ki predstavlja kabelski snop na vhodih in izhodih, brez potrebe po izhodnih Schottkyjevih diodah, kot je prikazano na sliki 3. NIV3071 podpira tudi delovanje z različnimi obremenitvami, vključno s polnjenjem kapacitivnih obremenitev do 1 mF pri 25 °C okolice. NIV3071 eFuse je nadgradnja klasičnih varovalk in varovalk s pozitivnim temperaturnim koeficientom (PTC). Med dogodki kratkega stika efuse varovalke zagotavljajo, da so v primeru okvare vedno zaščitene nadaljnje obremenitve. Slika 4 prikazuje hiter odzivni čas varovalke NIV3071 z njeno zmožnostjo zmanjšanja tokovnih konic ob zagotavljanju stabilnega napajanja (VCC) za vsa druga vezja (priključena na isto napajanje). Če povzamemo, so eFuse varovalke ključni element arhitekture conskega nadzora, ki zagotavlja zaščito in robustnost lokaliziranih ECU-jev v celotnem vozilu. Zaradi široke delovne napetosti in zmožnosti hkratnega krmiljenja več vzporednih bremen NIV3071 omogoča zmanjšanje potrebne površine tiskanega vezja za zaščitno shemo ob hkratnem krmiljenju več bremen v nadaljnjem toku. NIV3071 zagotavlja robustno zasnovo conskega nadzora brez potrebe po dodatnem diskretnem zaščitnem vezju, saj je sposoben prenesti dogodke kratkega stika z NN do 60 V in do 5µH induktivnosti priključenega kabelskega snopa na kanalih eFuse. Na voljo je tudi primerljiva industrijska različica NIS3071 [1].
Viri:
1: https://www.onsemi.com/products/power-management/protection/current-protection/niv3071
Povzeto po:
http://tinyurl.com/2x539cwb
