Электрификация транспортных средств

The ADBMS6815 is a multicell battery stack monitor that measures up to 12 series connected battery cells with a lifetime total measurement error (TME) of less than 1.5 mV. The cell measurement range of 0 V to 5 V makes the ADBMS6815 suitable for most battery chemistries. All 12 cells can be measured in 304 µs, and lower data acquisition rates can be selected for high noise reduction.

Multiple ADBMS6815 devices can be connected in series, permitting simultaneous cell monitoring of long, high voltage battery strings. Each ADBMS6815 has an isoSPI^™ interface for high speed, RF immune, long distance communications. 

Multiple devices are connected in a daisy chain with one host processor connection for all devices. This daisy chain can be operated bidirectionally, ensuring communication integrity even in the event of a fault along the communication path.

The ADBMS6815 can be powered directly from the battery stack or from an isolated supply. The ADBMS6815 includes passive balancing for each cell, with individual pulse-width modulation (PWM) duty cycle control for each cell. Other features include an on-board 5 V regulator, seven general purpose input/output (GPIO) lines, and a sleep state, where current consumption is reduced to 5.5 µA.

The ADBMS6815WFS models are designed for use in ISO 26262 applications for Automotive Safety Integrity Level Capability D (ASIL D).

APPLICATIONS

• Electric and hybrid electric vehicles
• Backup battery systems
• Grid energy storage
• High power portable equipment

The ADBMS6817 is a multicell battery stack monitor that measures up to 8 series connected battery cells with a lifetime total measurement error (TME) of less than 1.5 mV. The cell measurement range of 0 V to 5 V makes the ADBMS6817 suitable for most battery chemistries. All 8 cells can be measured in 304 μs, and lower data acquisition rates can be selected for high noise reduction.

Multiple ADBMS6817 devices can be connected in series, permitting simultaneous cell monitoring of long, high voltage battery strings. Each ADBMS6817 has an isoSPI^™ interface for high speed, RF immune, long distance communications. Multiple devices are connected in a daisy chain with one host processor connection for all devices. This daisy chain can be operated bidirectionally, ensuring communication integrity even in the event of a fault along the communication path.

The ADBMS6817 can be powered directly from the battery stack or from an isolated supply. The ADBMS6817 includes passive balancing for each cell, with individual pulse-width modulation (PWM) duty cycle control for each cell. Other features include an on-board 5 V regulator, seven general-purpose input/output (GPIO) lines, and a sleep state, where current consumption is reduced to 5.5 μA.

The ADBMS6817WFS models are designed for use in ISO 26262 applications for Automotive Safety Integrity Level Capability D (ASIL D).

APPLICATIONS

• Electric and hybrid electric vehicles
• Backup battery systems
• Grid energy storage
• Large portable power banks

The LTC2949 is a high precision current, voltage, temperature, charge and energy meter for electrical and hybrid vehicles and other isolated current sense applications. It infers charge and energy flowing in and out of the battery pack by monitoring simultaneously the voltage drop over up to two sense resistors and the battery pack voltage.

Low offset ΔΣ ADCs ensure accurate measurement of voltage and current with insignificant power loss. Continuous integration of current and power ensures lossless tracking of charge and energy delivered or received by the battery pack.

The built-in serial interface can be configured to support isolated isoSPI communication to the host or as SPI interface.

The LTC2949 features 12 internally buffered high impedance inputs (V1 to V12) for measuring voltages from external sensors or resistor dividers allowing to measure temperatures, HV-Link voltages, chassis isolation and supervise contactor states. LTC2949 has up to five programmable digital outputs which can be set to ground, supply or toggling at 400kHz.

Programmable threshold and tracking registers reduce digital traffic to the host.

Applications

• Electric and Hybrid Vehicles
• Isolated Current Sensing
• Backup Battery Systems
• High Power Portable Equipment

LTC6813-1 представляет собой монитор состояния многоэлементных составных аккумуляторов, который может контролировать до 18 последовательно соединенных аккумуляторных ячеек с суммарной погрешностью измерения менее 2,2 мВ. Благодаря диапазону измеряемого напряжения одной ячейки от 0 до 5 В LTC6813-1 подходит для мониторинга состояния аккумуляторов различных типов. Параметры всех 18 ячеек могут быть измерены за 290 мкс, при этом в целях снижения уровня шума можно выбрать более низкие скорости сбора данных.

Можно последовательно подключить несколько микросхем LTC6813-1, что позволит одновременно контролировать ячейки длинных высоковольтных аккумуляторных цепей. Каждая микросхема LTC6813-1 имеет интерфейс isoSPI для обеспечения помехоустойчивой высокоскоростной передачи данных на большие расстояния. Несколько устройств соединяются в последовательную цепь с одним хост-процессором для управления всеми устройствами. Эта последовательная цепь может передавать данные по двунаправленному каналу, обеспечивая целостность связи, даже в случае обрыва одного из проводов.

LTC6813-1 может получать питание непосредственно от аккумуляторной батареи или от изолированного источника питания. LTC6813-1 содержит цепь пассивной балансировки для каждой ячейки с индивидуальным управлением скважностью ШИМ для каждой ячейки. К другим особенностям микросхемы относятся встроенный стабилизатор на 5 В, девять линий ввода/вывода общего назначения и режим сна, в котором потребление тока снижается до 6 мкА.

Области применения

• Электромобили и гибридные автомобили
• Системы резервного питания
• Накопительные системы энергетических сетей
• Высоковольтное портативное оборудование

The LT8301 is a micropower isolated flyback converter. By sampling the isolated output voltage directly from the primary-side flyback waveform, the part requires no third winding or opto-isolator for regulation. The output voltage is programmed with a single external resistor. Internal compensation and soft-start further reduce external component count. Boundary mode operation provides a small magnetic solution with excellent load regulation. Low ripple Burst Mode operation maintains high efficiency at light load while minimizing the output voltage ripple. A 1.2A, 65V DMOS power switch is integrated along with all high voltage circuitry and control logic into a 5-lead ThinSOT^™ package.

The LT8301 operates from an input voltage range of 2.7V to 42V and can deliver up to 6W of isolated output power. The high level of integration and the use of boundary and low ripple burst modes result in a simple to use, low component count, and high efficiency application solution for isolated power delivery.

Applications

• Isolated Telecom, Automotive, Industrial, Medical Power Supplies
• Isolated Auxiliary/Housekeeping Power Supplies

AD8418 - это обеспечивающий высокое разрешение высоковольтный усилитель для измерения тока в токовом шунте. Он обладает номинальным коэффициентом усиления 20 В/В и максимальной погрешностью усиления ±0.15% во всем рабочем температурном диапазоне. Буферизированное выходное напряжение может подаваться непосредственно, без применения дополнительных внешних компонентов, на любой типичный аналого-цифровой преобразователь. AD8418 поддерживает превосходное ослабление входного синфазного сигнала в диапазоне от −2 В до +70 В. Компонент предназначен для измерения двунаправленных токов через шунтирующий резистор разнообразных областях промышленности и автомобильной техники, включая управление электрическими двигателями, контроль состояния аккумуляторных батарей и управление соленоидами.

AD8418 обеспечивает революционные характеристики точности при работе в диапазоне температур от −40°C до +125°C. Он основан на архитектуре с нулевым дрейфом, которая позволяет достичь типичного дрейфа напряжения смещения не хуже 0.1 мкВ/°C в диапазоне рабочих температур и синфазных напряжений. AD8418 полностью испытан на соответствие требованиям автомобильной промышленности и содержит фильтры электромагнитных помех, а также патентованную схему для поддержания высокой точности выходного сигнала при синфазных напряжениях с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на входе. Типичное входное напряжение смещения компонента составляет ±200 мкВ. AD8418 выпускается в 8-выводных корпусах MSOP и SOIC.

Области применения

• Измерение тока в цепи высокого напряжения
  • Управление двигателями
  • Управление соленоидами
  • Управление питанием
• Измерение тока в цепи низкого напряжения
• Диагностические средства зашиты

The AD8452 combines a precision analog front-end controller and switch mode power supply (SMPS), pulse-width modulator (PWM) driver into a single silicon platform for high volume battery testing and formation manufacturing. A precision instrumentation amplifier (in-amp) measures the battery charge/discharge current, while an equally accurate difference amplifier measures the battery voltage. Internal laser trimmed resistor networks establish the in-amp and difference amplifier gains (66 V/V and 0.4 V/V, respectively), and stabilize the AD8452 performance across the rated operating temperature range.

Desired battery cycling current and voltage levels are established by applying precise control voltages to the ISET and VSET inputs. Actual charge and discharge current levels are sensed (usually by a high power, highly accurate shunt resistor) whose value is carefully selected according to system parameters. Switching between constant current (CC) and constant voltage (CV) loop integration is instantaneous, automatic, and completely transparent to the observer. A logic high at the MODE input selects the charge or discharge mode (high for charge, low for discharge).

The AD8452 simplifies designs by providing excellent performance, functionality, and overall reliability in a space saving 48-lead, 7 mm × 7 mm × 1.4 mm LQFP package rated for operation at temperatures from −40°C to +85°C.

Applications

• Battery formation and testing
• High efficiency battery test systems with recycle capability
• Battery conditioning (charging and discharging) systems

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS are fully integrated, 8 kHz data acquisition systems that incorporate dual, high performance, multichannel, Σ-Δ analog-to-digital converters (ADCs), a 32-bit Arm^® Cortex^™-M3 processor, and flash. The ADuCM330WFS has 96 kB Flash/EE memory, and the ADuCM331WFS has 128 kB Flash/EE memory. Both devices have 4 kB data flash. Error correction code (ECC) is available on all flash and SRAM memories.

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS are complete system solutions for battery monitoring in 12 V automotive applications.

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS integrate all features required to precisely and intelligently monitor, process, and diagnose 12 V battery parameters including battery current, voltage, and temperature over a wide range of operating conditions.

Minimizing external system components, the devices are powered directly from a 12 V battery. On-chip, low dropout (LDO) regulators generate the supply voltage for two integrated Σ-Δ ADCs. The ADCs precisely measure battery current, voltage, and temperature to characterize the state of the health and the charge of the car battery.

The devices operate from an on-chip, 16.384 MHz high frequency oscillator that supplies the system clock that is routed through a programmable clock divider, from which the core clock operating frequency is generated. The devices also contain a 32 kHz oscillator for low power operation.

The analog subsystem consists of an ADC with a programmable gain amplifier (PGA) that allows the monitoring of various current and voltage ranges. The analog subsystem also includes an on-chip precision reference.

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS integrate a range of on-chip peripherals that can be configured under core software control as required in the application. These peripherals include a serial port interface (SPI) serial input/output communication controller, six general-purpose input/output (GPIO) pins, one general-purpose timer, a wake-up timer, and a watchdog timer. See the ADuCM330WFS/ADuCM331WFS Hardware Reference Manual for more information.

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS are designed to operate in battery-powered applications where low power operation is critical. The microcontroller core can be configured in normal operating mode, resulting in an overall system current consumption of 18.5 mA when all peripherals are active. The devices can also be configured in a number of low power operating modes under direct program control, consuming <100 μA.

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS include a local interconnect network (LIN) physical interface for single-wire, high voltage communications in automotive environments. The LIN transceiver is compliant to LIN 2.2 and Society of Automotive Engineers (SAE) J2602-2.

The devices operate from an external 3.6 V to 19 V (on VDD, Pin 26) voltage supply and are specified over the −40°C to +115°C temperature range, with additional typical specifications at +115°C to +125°C.

The information in this data sheet is relevant for Silicon Revision P60.

The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS are developed for use in ISO 26262 applications for Automotive Safety Integrity Level Capability B (ASIL B). The ADuCM330WFS/ADuCM331WFS are low electromagnetic emissions and high electromagnetic immunity devices.

Multifunction pin names may be referenced by the relevant function only.

Applications

• Battery sensing and management for automotive and light mobility vehicles
• Lead acid battery measurement for power supplies in industrial and medical domains

ADA4571 - это анизотропический магниторезистивный (АМР) датчик с интегрированными усилителями сигнала и драйверами АЦП. Компонент формирует два аналоговых выходных сигнала, содержащих в себе информацию об угловом положении окружающего магнитного поля.

ADA4571 состоит из двух кристаллов, помещенных в один корпус - АМР датчика и инструментального усилителя с фиксированным коэффициентом усиления (номинальное значение G = 40). Обладающие низким уровнем шума выходные гармонические сигналы (синус и косинус) ADA4571 несут в себе информацию об угле вращающегося магнитного поля. Диапазон выходных напряжений компонента определяется приложенным напряжением питания.

Датчик представляет собой два моста Уитстона, работающие со смещением на 45°. Вращающееся магнитное поле в плоскости x-y датчика порождает два гармонических выходных сигнала, фазы которых пропорциональны удвоенному углу (α) между датчиком и направлением магнитного поля. При гомогенном поле в плоскости x-y выходные сигналы не зависят от  физической ориентации в направлении z (воздушный зазор).

ADA4571 выпускается в 8-выводном корпусе SOIC.

Ключевые особенности продукта

1. Бесконтактное измерение угла.
2. Измеряет направление магнитного поля, а не его интенсивность.
3. Минимальная чувствительность к изменению воздушного зазора.
4. Большое рабочее расстояние.
5. Превосходная точность, даже при слабых полях насыщения.
6. Минимальный дрейф при изменениях температуры и во времени.
7. Пренебрежимо малый гистерезис.
8. Однокорпусное решение.

Области применения

• Измерение абсолютного положения (линейного и углового)
• Позиционирование и управление бесщеточными электродвигателями постоянного тока
• Позиционирование и управление приводами
• Бесконтактное детектирование и измерение угла
• Измерение углового положения магнитного поля

The ADuM4138 is a single-channel gate driver optimized for driving insulated gate bipolar transistors (IGBTs). Analog Devices, Inc., iCoupler^® technology provides isolation between the input signal and the output gate drive.

The Analog Devices chip scale transformers also provide isolated communication of control information between the high voltage and low voltage domains of the chip. Information on the status of the chip can be read back from the dedicated outputs.

The ADuM4138 includes an isolated flyback controller, allowing simple secondary voltage generation.

Overcurrent detection is integrated in the ADuM4138 to protect the IGBT in case of desaturation and/or overcurrent events. The overcurrent detection is coupled with a high speed, two-level turn off function in case of faults.

The ADuM4138 provides a Miller clamp control signal for a metal-oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) to provide IGBT turn off, with a single rail supply when the Miller clamp voltage threshold drops below 2 V (typical) above GND₂. Operation with unipolar secondary supplies is possible with or without the Miller clamp operation.

A low gate voltage detection circuit can trigger a fault if the gate voltage does not rise above the internal threshold within the time allowed after turn on (12.8 µs typical). The low voltage detection circuit detects IGBT device failures that exhibit gate shorts or other causes of weak drive.

Two temperature sensor pins, TS1 and TS2, allow isolated monitoring of system temperatures at the IGBTs. The secondary undervoltage lockout (UVLO) is set to 11.2 V (typical) in accordance with common IGBT threshold levels.

A serial peripheral interface (SPI) bus on the primary side of the device provides in field programming of temperature sensing diode gains and offsets to the ADuM4138. Values are stored on an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) located on the secondary side of the device. In addition, programming is available for specific V_DD2 voltages, temperature sensing reporting frequencies, and overcurrent blanking times.

The ADuM4138 provides isolated fault reporting for overcurrent events, remote temperature overheating events, UVLO, thermal shutdown (TSD), and desaturation detection.

Applications

• MOSFET and IGBT gate drivers
• Photovoltaic (PV) inverters
• Motor drives
• Power supplies

ADuM142E - это четырехканальный цифровой изолятор, построенный на базе технологии iCoupler^® компании Analog Devices. Благодаря сочетанию технологий изготовления быстродействующих КМОП транзисторов и монолитных трансформаторов с воздушным сердечником эти компоненты обеспечивают отличные характеристики, превосходящие характеристики альтернативных решений, например, на базе оптопар и других интегрированных устройств сопряжения. Максимальная задержка распространения составляет 13 нс, а искажение длительности импульса — менее 3 нс. Компоненты обеспечивают межканальное согласование временных характеристик в пределах 3 нс.

Компоненты серии ADuM142E имеют независимые каналы данных и выпускаются в конфигурациях с различным направлением каналов и выдерживаемым напряжением 3.0 кВ, ср.кв. или 3.75 кВ, ср.кв. Они работают с напряжением питания на любой из сторон канала в диапазоне от 1.8 В до 5 В, обеспечивая совместимость с низковольтными системами и позволяя осуществлять преобразование уровней при передаче данных через изоляционный барьер.

В отличие от других альтернатив оптопарам компонент гарантирует корректное постоянное напряжение на выходе при статическом состоянии входного логического сигнала. Он имеет два различных варианта поддержания отказоустойчивости, в которых выходы переходят в предопределенное состояние при отсутствии напряжения питания на входной стороне или при отключенных входах. ADuM140E1/ADuM141E1/ADuM142E1 совместим по выводам с ADuM1400/ADuM1401/ADuM1402.

Области применения

В данной схеме используется прецизионный аналоговый микроконтроллер ADuCM360/ADuCM361, предназначенный для точного измерения температуры термопары. В ADuCM360/ADuCM361 интегрированы два 24-битных сигма-дельта (Σ-Δ) аналого-цифровых преобразователей (АЦП), два программируемых источника тока, 12-битный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и внутренний источник опорного напряжения 1,2 В, а также ядро ARM Cortex-M3, флэш-память объемом 128 КБ, СОЗУ объемом 8 КБ и различные цифровые периферийные устройства, такие как UART, таймеры, SPI и I²C.

В данной схеме ADuCM360/ADuCM361 подключен к термопаре и платиновому резистивному датчику температуры (RTD) сопротивлением 100 Ом. RTD используется для компенсации холодного спая.

В исходном коде выбрана частота дискретизации АЦП, равная 4 Гц. Когда входной усилитель с программируемым усилением (PGA) АЦП настроен на усиление 32, разрешение преобразования полезного сигнала (без шума) ADuCM360/ADuCM361 будет больше 18 бит.

This circuit uses the ADuC7060 or the ADuC7061 precision analog microcontroller in an accurate thermocouple temperature monitoring application. The ADuC7060/ ADuC7061 integrate dual 24-bit sigma-delta (Σ-Δ) analog-to-digital converters (ADCs), dual programmable current sources, a 14-bit digital-to-analog converter (DAC), and a 1.2 V internal reference, as well as an ARM7 core, 32 kB flash, 4 kB SRAM, and various digital peripherals such as UART, timers, serial peripheral interface (SPI), and I2C interfaces.

In the circuit, the ADuC7060/ ADuC7061 are connected to a thermocouple and a 100 Ω platinum resistance temperature detector (RTD). The RTD is used for cold junction compensation. As an extra option, the ADT7311 digital temperature sensor can be used to measure the cold junction temperature instead of the RTD.

In the source code, an ADC sampling rate of 4 Hz was chosen. When the ADC input programmable gain amplifier (PGA) is configured for a gain of 32, the noise-free code resolution of the ADuC7060/ ADuC7061 is greater than 18 bits.

The single edge nibble transmission (SENT) interface to the host is implemented by using a timer to control a digital output pin. This digital output pin is then level shifted externally to 5 V using an external NPN transistor. An EMC filter is provided on the SENT output circuit as recommended in Section 6.3.1 of the SENT protocol (SAE J2716 Standard). The data is measured as falling edge to falling edge, and the duration of each pulse is related to the number of system clock ticks. The system clock rate is determined by measuring the SYNC pulse. The SYNC pulse is transmitted at the start of every packet. More details are provided in the SENT Interface section.