การออกแบบซ้ำซ้อนของแบตเตอรี่คู่สำหรับรถยนต์

"มีข้อบ่งชี้ว่าการพัฒนารถยนต์ไร้คนขับแบบปฏิวัติวงการกำลังจะเข้ามาอย่างรอบด้าน บริษัทรถยนต์ได้ให้ความร่วมมือด้วย เทคโนโลยี ยักษ์ใหญ่เช่น Google และ Uber และสตาร์ทอัพเพื่อพัฒนารถยนต์ไร้คนขับรุ่นใหม่ เทคโนโลยีรถยนต์เหล่านี้จะเปลี่ยนถนนและทางหลวงในเมืองของเรา และวางรากฐานสำหรับเมืองอัจฉริยะในอนาคต พวกเขาจะใช้การเรียนรู้ของเครื่อง อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) และเทคโนโลยีคลาวด์เพื่อเร่งการพัฒนานี้

"

มีข้อบ่งชี้ว่าการปฏิวัติการพัฒนารถยนต์ไร้คนขับกำลังจะเกิดขึ้นอย่างรอบด้าน บริษัทรถยนต์กำลังทำงานร่วมกับยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยี เช่น Google และ Uber รวมถึงสตาร์ทอัพ เพื่อพัฒนารถยนต์ไร้คนขับรุ่นใหม่ เทคโนโลยีรถยนต์เหล่านี้จะเปลี่ยนถนนและทางหลวงในเมืองของเรา และวางรากฐานสำหรับเมืองอัจฉริยะในอนาคต พวกเขาจะใช้การเรียนรู้ของเครื่อง, Internet of Things (IoT) และเทคโนโลยีคลาวด์เพื่อเร่งการพัฒนานี้

ที่สำคัญกว่านั้น ยานยนต์ไร้คนขับจะยังคงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมที่ริเริ่มโดยผู้ให้บริการการเดินทางร่วมกัน เช่น Uber และ Lyft การบรรจบกันของเทคโนโลยีต่างๆ จะสร้างโลกแห่งการคมนาคมขนส่งแห่งอนาคตที่ประกอบด้วยยานยนต์ไร้คนขับอัจฉริยะ

ในท้ายที่สุด รถยนต์ที่ขับด้วยตนเองทั้งหมดจะมีอิสระในระดับหนึ่งผ่านเซ็นเซอร์ กล้อง เรดาร์ จีพีเอสประสิทธิภาพสูง การตรวจจับแสงและการวัดระยะ (lidar) ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่อง และการเชื่อมต่อกับ IoT ที่ปลอดภัยและปรับขนาดได้ การจัดการข้อมูล และโซลูชันระบบคลาวด์ก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นรากฐานที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการรวบรวม จัดการ และวิเคราะห์ เซ็นเซอร์ ข้อมูล. ตั้งแต่ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมไปจนถึงการปรับปรุงความปลอดภัย การเพิ่มขึ้นของอินเทอร์เน็ตของยานพาหนะส่งผลกระทบทางสังคมอย่างลึกซึ้ง การลดจำนวนรถยนต์บนท้องถนนยังหมายถึงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานและปรับปรุงคุณภาพอากาศ

สำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติและระบบถนนอัจฉริยะ การวัดระยะทางปลายทาง ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ และเทคโนโลยีคลาวด์ล้วนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ กล้องออนบอร์ดและเซ็นเซอร์ต่างๆ ในรถยนต์ที่ขับด้วยตนเองจะรวบรวมข้อมูลจำนวนมาก และข้อมูลเหล่านี้จะต้องได้รับการประมวลผลแบบเรียลไทม์เพื่อให้รถขับไปในเลนที่ถูกต้องและขับไปยังจุดหมายปลายทางได้อย่างปลอดภัย

เครือข่ายและการเชื่อมต่อบนคลาวด์ก็เป็นส่วนสำคัญของระบบนี้เช่นกัน รถยนต์ที่ขับด้วยตนเองจะติดตั้งระบบออนบอร์ดที่รองรับการสื่อสารระหว่างรถ ช่วยให้เรียนรู้จากยานพาหนะอื่นๆ บนท้องถนนเพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและสภาพถนน (เช่น ทางอ้อมและเศษซากถนน) อัลกอริธึมขั้นสูงและระบบการเรียนรู้เชิงลึกเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่ายานยนต์อัตโนมัติสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงฉากต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและโดยอัตโนมัติ

นอกจากส่วนประกอบเฉพาะ (เช่น ความสามารถในการปรับขนาดของโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผลบนคลาวด์และการจัดการข้อมูลอัจฉริยะ) ยังจำเป็นต้องมีความซ้ำซ้อนของระบบหลักรวมถึงแหล่งจ่ายไฟด้วย โซลูชันสำรองแบตเตอรี่ที่เปิดตัว เช่น LTC3871 สามารถทำงานระหว่างระบบแบตเตอรี่สองระบบที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 48V และแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12V แต่โซลูชันที่มีอยู่ส่วนใหญ่ไม่สามารถให้ความซ้ำซ้อนสำหรับแบตเตอรี่แบบเดียวกันได้ แรงดันไฟฟ้าเช่น แบตเตอรี่ 12V, 24V หรือ 48V สองก้อน อย่างน้อยก็จนถึงตอนนี้

เห็นได้ชัดว่า DC/DC . บูสแบบสองทิศทาง Converter ที่สามารถทำงานได้ระหว่างแบตเตอรี่ 12V สองก้อนเป็นสิ่งจำเป็น ตัวแปลง DC/DC นี้สามารถใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ใด ๆ ก็ได้ และยังช่วยให้แบตเตอรี่สองก้อนจ่ายพลังงานให้กับโหลดเดียวกันได้ในเวลาเดียวกัน นอกจากนี้ หากแบตเตอรี่สองก้อนใดแบตเตอรี่หนึ่งล้มเหลว จะต้องสามารถตรวจจับความล้มเหลวและแยกแบตเตอรี่ออกจากแบตเตอรี่อีกก้อนเพื่อให้สามารถจ่ายพลังงานให้กับโหลดต่อไปได้โดยไม่หยุดชะงัก Z เพิ่งเปิดตัวคอนโทรลเลอร์ DC/DC สองทาง LT8708 ซึ่งสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ดังนั้นจึงช่วยแก้ปัญหาสำคัญนี้ได้

การควบคุมแบบสองทิศทางช่องทางเดียว IC ทางออก

LT8708 เป็นตัวควบคุมการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งบัคบูสต์แบบสองทางที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 98% สามารถทำงานระหว่างแบตเตอรี่สองก้อนที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน และเหมาะมากสำหรับการทำให้เกิดความซ้ำซ้อนของแบตเตอรี่ในรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกัน สามารถทำงานได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงกว่า ต่ำกว่าหรือเท่ากับแรงดันขาออก ซึ่งเหมาะมากสำหรับระบบแบตเตอรี่ 12V, 24V หรือ 48V สองระบบที่มักพบในรถยนต์ไฟฟ้าและไฮบริด LT8708 ทำงานระหว่างระบบแบตเตอรี่สองระบบ แม้ว่าแบตเตอรี่ตัวใดตัวหนึ่งไม่ทำงาน แต่ก็สามารถป้องกันไม่ให้ระบบปิดได้ LT8708 ยังใช้กับระบบแบตเตอรี่คู่ 48V/12V และ 48V/24V ได้อีกด้วย

LT8708 ใช้เครื่องเดียว Inductor. เมื่อช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตทำงานอยู่ที่ 2.8V ถึง 80V และช่วงแรงดันเอาต์พุตคือ 1.3V ถึง 80V มันสามารถให้กำลังการแปลงหลายกิโลวัตต์ตามส่วนประกอบต่อพ่วงที่เลือกและหมายเลขเฟสของหลัก วงจรไฟฟ้า. ช่วยลดความยุ่งยากในการแปลงพลังงานแบบสองทางของแบตเตอรี่/capacitor ระบบสำรองข้อมูลเมื่อ VOUT, VIN และ/หรือ IOUT, IIN ถูกปรับไปด้านหน้าหรือด้านหลัง LT8708 มีโหมดการปรับอิสระหกโหมด ซึ่งสามารถนำไปใช้กับแอปพลิเคชันต่างๆ มากมาย

LT8708-1 และ LT8708 ใช้คู่ขนานกันเพื่อเพิ่มกำลังการแปลงและจำนวนเฟส LT8708-1 ทำงานเป็นทาสของโฮสต์เสมอ LT8708 สามารถตั้งค่านาฬิกานอกเฟส และสามารถให้พลังงานการแปลงเทียบเท่ากับของโฮสต์ มาสเตอร์ Z สามารถเชื่อมต่อทาสได้มากถึง 12 ตัวในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังและความสามารถในการแปลงกระแสของระบบ

กระแสไปข้างหน้าและย้อนกลับที่อินพุตและเอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์สามารถตรวจสอบและจำกัดได้ และขีดจำกัดกระแสทั้งสี่ (อินพุตไปข้างหน้า อินพุตย้อนกลับ เอาต์พุตไปข้างหน้า และเอาต์พุตย้อนกลับ) สามารถตั้งค่าได้อย่างอิสระผ่านตัวต้านทานสี่ตัว เมื่อรวมกับพินการตั้งค่าทิศทาง (DIR) แล้ว LT8708 สามารถกำหนดค่าให้จัดการพลังงานจาก VIN เป็น VOUT หรือ VOUT ถึง VIN ซึ่งเหมาะมากสำหรับระบบยานยนต์ พลังงานแสงอาทิตย์ โทรคมนาคม และระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

LT8708 มีให้ในแพ็คเกจ QFN ขนาด 5 มม. ถึง 8 มม. 40 พิน มีอุณหภูมิให้เลือก XNUMX ระดับ ได้แก่

มีข้อบ่งชี้ว่าการปฏิวัติการพัฒนารถยนต์ไร้คนขับกำลังจะเกิดขึ้นอย่างรอบด้าน บริษัทรถยนต์กำลังร่วมมือกับยักษ์ใหญ่ด้านเทคโนโลยีอย่าง Google และ Uber และสตาร์ทอัพเพื่อพัฒนารถยนต์ไร้คนขับรุ่นใหม่ เทคโนโลยีรถยนต์เหล่านี้จะเปลี่ยนถนนและทางหลวงในเมืองของเรา และวางรากฐานสำหรับเมืองอัจฉริยะในอนาคต พวกเขาจะใช้การเรียนรู้ของเครื่อง, Internet of Things (IoT) และเทคโนโลยีคลาวด์เพื่อเร่งการพัฒนานี้

ที่สำคัญกว่านั้น ยานยนต์ไร้คนขับจะยังคงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมที่ริเริ่มโดยผู้ให้บริการการเดินทางร่วมกัน เช่น Uber และ Lyft การบรรจบกันของเทคโนโลยีต่างๆ จะสร้างโลกแห่งการคมนาคมขนส่งแห่งอนาคตที่ประกอบด้วยยานยนต์ไร้คนขับอัจฉริยะ

ในท้ายที่สุด รถยนต์ที่ขับด้วยตนเองทั้งหมดจะมีอิสระในระดับหนึ่งผ่านเซ็นเซอร์ กล้อง เรดาร์ จีพีเอสประสิทธิภาพสูง การตรวจจับแสงและการวัดระยะ (lidar) ปัญญาประดิษฐ์ (AI) และการเรียนรู้ของเครื่อง และการเชื่อมต่อกับ IoT ที่ปลอดภัยและปรับขนาดได้ การจัดการข้อมูล และโซลูชันระบบคลาวด์ก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นรากฐานที่ยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการรวบรวม จัดการ และวิเคราะห์ข้อมูลเซ็นเซอร์ ตั้งแต่ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมไปจนถึงการปรับปรุงความปลอดภัย การเพิ่มขึ้นของอินเทอร์เน็ตของยานพาหนะส่งผลกระทบทางสังคมอย่างลึกซึ้ง การลดจำนวนรถยนต์บนท้องถนนยังหมายถึงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานและปรับปรุงคุณภาพอากาศ

สำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติและระบบถนนอัจฉริยะ การวัดระยะทางปลายทาง ซอฟต์แวร์อัจฉริยะ และเทคโนโลยีคลาวด์ล้วนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ กล้องออนบอร์ดและเซ็นเซอร์ต่างๆ ในรถยนต์ที่ขับด้วยตนเองจะรวบรวมข้อมูลจำนวนมาก และข้อมูลเหล่านี้จะต้องได้รับการประมวลผลแบบเรียลไทม์เพื่อให้รถขับไปในเลนที่ถูกต้องและขับไปยังจุดหมายปลายทางได้อย่างปลอดภัย

เครือข่ายและการเชื่อมต่อบนคลาวด์ก็เป็นส่วนสำคัญของระบบนี้เช่นกัน รถยนต์ที่ขับด้วยตนเองจะติดตั้งระบบภายในรถที่รองรับการสื่อสารระหว่างรถ ช่วยให้เรียนรู้จากยานพาหนะอื่นๆ บนท้องถนนเพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและสภาพถนน (เช่น ทางอ้อมและเศษซากถนน) อัลกอริธึมขั้นสูงและระบบการเรียนรู้เชิงลึกเป็นกุญแจสำคัญในการสร้างความมั่นใจว่ายานยนต์อัตโนมัติสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงฉากต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและโดยอัตโนมัติ

นอกจากส่วนประกอบเฉพาะ (เช่น ความสามารถในการปรับขนาดของโครงสร้างพื้นฐานการประมวลผลบนคลาวด์และการจัดการข้อมูลอัจฉริยะ) ยังจำเป็นต้องมีความซ้ำซ้อนของระบบหลักรวมถึงแหล่งจ่ายไฟด้วย โซลูชันสำรองแบตเตอรี่ที่เปิดตัว เช่น LTC3871 สามารถทำงานระหว่างระบบแบตเตอรี่สองระบบที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกัน เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 48V และแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12V แต่โซลูชันที่มีอยู่ส่วนใหญ่ล้มเหลวในการสำรองสำหรับแบตเตอรี่ที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน เช่น แบตเตอรี่ 12V, 24V หรือ 48V สองก้อน อย่างน้อยก็จนถึงตอนนี้

เห็นได้ชัดว่าจำเป็นต้องใช้ตัวแปลง DC/DC แบบบัคบูสต์แบบสองทิศทางที่สามารถทำงานได้ระหว่างแบตเตอรี่ 12V สองก้อน ตัวแปลง DC/DC นี้สามารถใช้เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ใด ๆ ก็ได้ และยังช่วยให้แบตเตอรี่สองก้อนจ่ายพลังงานให้กับโหลดเดียวกันได้ในเวลาเดียวกัน นอกจากนี้ หากแบตเตอรี่สองก้อนใดแบตเตอรี่หนึ่งล้มเหลว จะต้องสามารถตรวจจับความล้มเหลวและแยกแบตเตอรี่ออกจากแบตเตอรี่อีกก้อนเพื่อให้สามารถจ่ายพลังงานให้กับโหลดต่อไปได้โดยไม่หยุดชะงัก Z เพิ่งเปิดตัวคอนโทรลเลอร์ DC/DC สองทาง LT8708 ซึ่งสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ดังนั้นจึงช่วยแก้ปัญหาสำคัญนี้ได้

โซลูชัน IC ควบคุมแบบสองทิศทางช่องทางเดียว

LT8708 เป็นตัวควบคุมการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งบัคบูสต์แบบสองทางที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 98% สามารถทำงานระหว่างแบตเตอรี่สองก้อนที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน และเหมาะมากสำหรับการทำให้เกิดความซ้ำซ้อนของแบตเตอรี่ในรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติ ในเวลาเดียวกัน สามารถทำงานได้เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงกว่า ต่ำกว่าหรือเท่ากับแรงดันขาออก ซึ่งเหมาะมากสำหรับระบบแบตเตอรี่ 12V, 24V หรือ 48V สองระบบที่มักพบในรถยนต์ไฟฟ้าและไฮบริด LT8708 ทำงานระหว่างระบบแบตเตอรี่สองระบบ แม้ว่าแบตเตอรี่ตัวใดตัวหนึ่งไม่ทำงาน แต่ก็สามารถป้องกันไม่ให้ระบบปิดได้ LT8708 ยังใช้กับระบบแบตเตอรี่คู่ 48V/12V และ 48V/24V ได้อีกด้วย

LT8708 ใช้ตัวเหนี่ยวนำตัวเดียว เมื่อช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตทำงานอยู่ที่ 2.8V ถึง 80V และช่วงแรงดันเอาต์พุตคือ 1.3V ถึง 80V จะสามารถจ่ายกำลังการแปลงได้หลายกิโลวัตต์ตามส่วนประกอบอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เลือกและหมายเลขเฟสของวงจรหลัก ช่วยลดความยุ่งยากในการแปลงพลังงานสองทางของระบบสำรองแบตเตอรี่/ตัวเก็บประจุเมื่อ VOUT, VIN และ/หรือ IOUT, IIN ถูกปรับในทิศทางไปข้างหน้าหรือย้อนกลับ LT8708 มีโหมดการปรับอิสระ XNUMX โหมด ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้กับแอพพลิเคชั่นต่างๆ ได้มากมาย

LT8708-1 และ LT8708 ใช้คู่ขนานกันเพื่อเพิ่มกำลังการแปลงและจำนวนเฟส LT8708-1 ทำงานเป็นทาสของโฮสต์เสมอ LT8708 สามารถตั้งค่านาฬิกานอกเฟส และสามารถให้พลังงานการแปลงเทียบเท่ากับของโฮสต์ มาสเตอร์ Z สามารถเชื่อมต่อทาสได้มากถึง 12 ตัวในเวลาเดียวกัน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มพลังและความสามารถในการแปลงกระแสของระบบ

กระแสไปข้างหน้าและย้อนกลับที่อินพุตและเอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์สามารถตรวจสอบและจำกัดได้ และขีดจำกัดกระแสทั้งสี่ (อินพุตไปข้างหน้า อินพุตย้อนกลับ เอาต์พุตไปข้างหน้า และเอาต์พุตย้อนกลับ) สามารถตั้งค่าได้อย่างอิสระผ่านตัวต้านทานสี่ตัว เมื่อรวมกับพินการตั้งค่าทิศทาง (DIR) แล้ว LT8708 สามารถกำหนดค่าให้จัดการพลังงานจาก VIN เป็น VOUT หรือ VOUT ถึง VIN ซึ่งเหมาะมากสำหรับระบบยานยนต์ พลังงานแสงอาทิตย์ โทรคมนาคม และระบบที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่

LT8708 มีให้ในแพ็คเกจ QFN ขนาด 5 มม. ถึง 8 มม. 40 พิน มีอุณหภูมิให้เลือก XNUMX ระดับ ได้แก่