【经验】BMS预充继电器完美替代方案,成本降低20%

2017-09-21 世强 honglei
隔离驱动器,隔离耦合器,Si8751,Si8751AB-AS3 隔离驱动器,隔离耦合器,Si8751,Si8751AB-AS3 隔离驱动器,隔离耦合器,Si8751,Si8751AB-AS3 隔离驱动器,隔离耦合器,Si8751,Si8751AB-AS3

电池管理系统(Battery Management System)是一种能够对蓄电池进行监控和管理的电子装置,通过对电压、电流、温度以及SOC等参数采集、计算,进而控制电池的充放电过程,实现对电池的保护、提升电池的综合性能的管理系统,依照功能不同可分为电池管理单元(BMU)、电池检测电路(CSC)、电流采集单元(CSU),可参考如下图1所示。


图1:BMS框架图


那么,BMS电池管理系统是如何实现充电的呢?

第一步:在接收到汽车钥匙上电ON信号后动力电池系统启动,完成自检后进入等待闭合继电器(总正极继电器、预充继电器、总负极继电器)指令状态,等候整车控制器(VCU)的指令。


第二步:动力电池系统接收到整车控制器(VCU)上电指令后,先闭合总负极继电器,后闭合预充继电器,开始进入预充电过程。


第三步:如果在预期时间内动力电池系统输出端电压达到电池系统端电压的90%以上,则预充过程完成,闭合总正继电器,断开预充继电器,否则预充电失败,预充继电器和正负继电器打开,动力电池系统报预充电故障信号给整车控制器(VCU),同时执行相应的故障处理措施。


上述充电过程有个最关键的地方:先闭合总负极继电器,后闭合预充继电器,开始进入预充电过程,为什么需要这样的设计呢?这里再提供一下BMS预充电部分电路原理框图,如下图2所示。


图2:BMS预充电电路原理框图

继续解释如上疑问:

1、在电池前端都有较大的电容C。若无预充电回路,总正极继电器接通瞬间,将直接与电容C接通,而电池电压较高,电容C上电压接近为0,相当于瞬间短路,负载电阻为导线和继电器触点电阻(mΩ级),阻值非常小。根据欧姆定律可知,电压大,电阻小,瞬间电流可达上万安培,此时总正极继电器肯定会损坏。


2、当加入预充回路时,总正极继电器先断开,预充继电器和预充电阻Rs构成的预充回路先接通,电阻值会在30Ω以上,回路电压假设在300V,此时回路电流最大约10A,预充继电器容量选10A以上,预充回路安全。


上面清晰的介绍了预充继电器的作用:控制预充回路的断开、闭合,而预充电阻的作用就是限流,考量到预充继电器的安全作用,市面上常用固态继电器(SSR)去做,而光耦隔离型SSR居多,优点是集成了开关对(MOSFET),不过缺点也明显:

• 工作温度范围有限,高温下性能下降

• LED有光衰问题,生命周期受限

• 价格贵


本文介绍一款完美替代固态继电器解决方案,SILICON LABS推出的Si8751+外置MOSFET替代SSR固态继电器,其差异对比参考如下图3所示


图3:SI8751+外置MOSFET替代SSR固态继电器设计差异对比


SI8751隔离驱动器是数字量输入,其内部框图参考如下图4所示,通过搭配外置MOSFET替代SSR固态继电器可降低成本、体积、辅助电源设计,并通过指定MOSFET,可优化功率和性能,成本更低,设计成本至少节约20%以上。


图4:SI8751内部功能框图


SI8751管脚定义参考如下表1所示:

表1:SI8751管脚定义


SI8751隔离MOSFET驱动器的关键技术参数:

• Vgate-source~10.3V(typ)

• 门极电容为100pf时,IF=10mA/30mA时,开启时间均<100μs

• 2.5krms隔离电压

• 50KV/μs CMTI

• 输入端工作电压2.25V~5.5V(typ 3.3V)

• -40℃~105℃或-40℃~125℃可选


最后提供一下SI8751驱动的真值表,参考如下表2所示。

1)当VDD(2.25V~5.5V)有供电时:输入高电平,输出也是高电平;输入是低电平,输出也是低电平。

2)当VDD无供电时,输入无论任何逻辑信号,输出保持低电平。


表2:SI8751驱动的真值表


通过如上的介绍,对SI8751+外置MOSFET替代SSR固态继电器方案相信大家已经清楚了,同时该设计方案已经有成功的使用案例,无论是降低设计成本、体积,安全性、长期寿命的可靠性等,均是一款不错的设计选择,如果您感兴趣记得收藏哦,有问题请留言或电话联系世强申请样品,感谢!


相关技术文档:

Silicon labs Si8751/Si8752隔离驱动器 数据手册 详情>>>

新能源汽车电池管理系统(BMS)优选器件方案 详情>>>


世强元件电商版权所有,转载请注明来源及链接。


授权代理商:世强先进(深圳)科技股份有限公司
技术资料,数据手册,3D模型库,原理图,PCB封装文件,选型指南来源平台:世强硬创平台www.sekorm.com
现货商城,价格查询,交期查询,订货,现货采购,在线购买,样品申请渠道:世强硬创平台电子商城www.sekorm.com/supply/
概念,方案,设计,选型,BOM优化,FAE技术支持,样品,加工定制,测试,量产供应服务提供:世强硬创平台www.sekorm.com
集成电路,电子元件,电子材料,电气自动化,电机,仪器全品类供应:世强硬创平台www.sekorm.com
  • +1 赞 0
  • 收藏
  • 评论 2

评论

   |   

提交评论

全部评论(2

  • 用户60391885 Lv5. 技术专家 2018-06-05
    好东西
  • 阿乾 Lv8. 研究员 2017-11-01
    有价值的信息
没有更多评论了

相关推荐

【经验】采用Si8285隔离驱动器实现SiC MOS管可靠驱动和保护

在SiC MOS管出现短路或直通故障时,通过其DS间的电流值会瞬间增大到额定电流的数倍以上,此时如果不能及时关断SiC MOS管的栅极驱动电压,SiC MOS管会由于热量迅速累积而损坏。采用Silicon Labs推出的Si8285集成的Vcesat退饱和保护功能,可以实时监测SiC MOS管的Vds电压,一旦Vds电压进入退饱和状态,会立即软关断SiC MOS管,实现保护功能。

设计经验    发布时间 : 2019-02-26

【技术大神】隔离驱动器IC在功率电源全桥LLC中的应用

用2颗Si8233代替了工艺复杂的5个绕组的驱动变压器,电路设计简单得多,大大缩减了产品的研发时间。

设计经验    发布时间 : 2017-06-20

【经验】基于隔离器检测功能脚DSAT的误报警延时检测网络

Silicon Labs推出的Si828x隔离栅极驱动器是专为保护电源逆变器以及绝缘栅双极晶体管等器件而设计的,它具有5KVrms的隔离等级以及良好的定时特性和业内最快的趋饱和检测功能。

设计经验    发布时间 : 2019-07-04

GLW(格励微) 数字隔离器/隔离驱动器/总线接口芯片/隔离DC-DC转换器 选型指南

描述- 中科格励微成立于2017年10月,专注于数字隔离技术研究。公司现有员工200余人,拥有一支设计经验丰富的混合集成电路设计队伍,在北京、天津、西安、成都设立四大研发中心。公司掌握自主知识产权的电磁数字隔离器和电容数字隔离器设计技术,建有完整的数字隔离器设计技术平台、片上变压器/电容器加工工艺平台和隔离全参数测试平台。公司产品包括数字隔离器、隔离电源、总线接口、隔离驱动器等系列产品,产品广泛应用于新能源、工业控制、数字电源、智能电气等领域。

型号- GIC1400H-SW,GID3404A-LB,GIB1251-SN,GID2402A-SN,GIC1400H-SS,GID3404D-SN,GIB2491-SW,GIC1603H-SS,GIC1400H-SN,GIC1603H-SN,GIT3232-ST,GIC1603H-SW,GIC1401L-SW,GIC1211L-SN,GIT3232-SN,GID2402A-SW,GID3403B-LB,GID3404D-SW,GID1200,GIB1260-SW,GIB249X,GIC1402H-SW,GIP6414L-SW,GID2402D-SN,GID2402A-LB,GIC1402H-SS,GID3403B-SW,GID3404D-LB,GIC1201L-SN,GIB2582-SW,GIC1601H -SS,GIC1211L-SW,GIT3232,GID3403B-SN,GID2402D-SW,GIC140X,GIC1200L-SW,GIP5028-SW,GIB3251-SW,GID2402C-SN,GID3403C-SW,GID3404C-LB,GID340X,GIP6412L-SW,GIP6411H-SW,GIC1201H-SN,GIC1600H-SW,GID3403C-SN,GIC1600H-SS,GIP6413H-SW,GIC1600H-SN,GID2402C-SW,GIC1201H-SW,GIB3251,GIC1601L-SW,GIC1601L-SS,GID3404A-SN,GIB2492-SW,GIP6410L-SW,GIC1602H-SW,GID2402C-LB,GID1200-SW,GIC1601L-SN,GIC1602H-SN,GIC1401L-SN,GIC1401L-SS,GIC1602H-SS,GIC1402H-SN,GIP641X,GIB3053-SW,GID3404A-SW,GIC1603L-SS,GIP5028,GIC1603L-SW,GID2402B-LB,GID3403A-SW,GIC1603L-SN,GIC1401H-SW,GID3403A-SN,GIC1400L-SN,GIC12XX,GIC1401H-SS,GIC1400L-SW,GIC1401H-SN,GIB2582,GID3404C-SN,GIC1211H-SN,GIB1250-SN,GIP6411L-SW,GIC1402L-SW,GIC1402L-SS,GIC1211H-SW,GIC1402L-SN,GIP6410H-SW,GIB1260,GID3403C-LB,GID3404C-SW,GIC1200L-SN,GIC1601H-SN,GIC160X,GIC1200H-SN,GID3404B-SN,GIP6413L-SW,GIP6414H-SW,GIB125X,GIC1200H-SW,GID2402D-LB,GIC1600L-SW,GIP6412H-SW,GIC1600L-SS,GID3403D-LB,GID3404B-SW,GIC1201L-SW,GIC1600L-SN,GIB4651-SW,GIB3053,GID2402B-SN,GID3404B-LB,GIC1400L-SS,GID3403D-SW,GIC1602L-SS,GID3403A-LB,GID3403D-SN,GIC1602L-SW,GID2402,GIC1601H-SW,GID2402B-SW,GIC1602L-SN

选型指南  -  GLW  - 2024A  - 2024/3/28 PDF 中文 下载

隔离器Si8715共模瞬态抗扰度 (CMTI)是指什么?

隔离器Si8715共模瞬态抗扰度 (CMTI) 是指隔离器抑制快速共模瞬变的能力,通常测量单位是 kV/μs,共模瞬变是隔离应用中数据损坏的主要原因之一。CMTI 是隔离器Si8715非常重要的参数,因为高频瞬变会通过寄生电容,跨越隔离栅进行耦合,从而破坏数据传输。

技术问答    发布时间 : 2017-05-05

【应用】纳芯微推出低功耗高可靠隔离产品助力备用电源BMS,支持热保护和传输数据主导超时等功能

通信基站/机房服务器/小型工业储能等应用中为了保证设备运行的连续可靠性,一般都会有备用电源保障供电,电池包中的电池保护系统(BMS)是其不可或缺的模块。纳芯微电子多款隔离产品可在备用电源BMS中应用,具有高可靠性、高精度、低功耗的特性。

应用方案    发布时间 : 2023-04-26

【选型】如何为SIC MOSFET选择一款理想的隔离驱动芯片?

Silicon labs SI827x隔离栅极驱动器高达4A峰值驱动电流,业界最高的抗扰性能(200kV/μs)和闩锁免疫能力(400kV/μs)。最大60ns传输延迟,非常低的抖动200ps p-p。

器件选型    发布时间 : 2018-01-31

【选型】隔离驱动器Si8261BBD-C-IS可pin-pin兼容ON FOD8342TR2用于​光伏逆变器

本文重点介绍Silicon Labs电容隔离驱动器Si826x,该产品在封装和功能上与传统的光耦驱动器兼容,但性能和可靠性更优,更能够具有更长的使用寿命。Si8261BBD-C-IS可pin-pin兼容ON FOD8342TR2。

器件选型    发布时间 : 2021-03-27

【应用】国产隔离栅极驱动器SLM341CK-DG用于储能BMS,共模抑制比高达150kV/μs

根据储能BMS应用需求,本文推荐采用数明半导体推出的隔离栅极驱动器SLM341CK-DG,共模抑制比高达150kV/μs,14V~40V的宽输出电压范围,输入端反向耐压值高达30V;匹配延迟低至25ns,工作温度范围-40℃~+150℃。

应用方案    发布时间 : 2023-03-14

【IC】类比半导体发布车规级变压器原边控制器IS801Q,最大原边输出电流0.5A,主用于新能源汽车电池管理系统

类比半导体宣布推出车规级变压器原边控制器IS801Q,利用推挽的方式驱动变压器,以简单高效的方式实现5V以内的小功率隔离电源。内置360mΩ低导通电阻功率管,可实现最大3W的功率输出,且优化重载下转换效率。

新产品    发布时间 : 2023-01-17

【应用】国产荣湃双通道数字隔离器π122M31用于BMS系统中栅极驱动信号控制隔离,提高产品的稳定性和抗干扰能力

在高压的BMS系统中,对于母线上的充电MOS和放电MOS的开关控制通常由专门的栅极驱动芯片来驱动。国产荣湃半导体π122M31双通道数字隔离器用于BMS系统中栅极驱动信号控制隔离,提高产品的稳定性和抗干扰能力。

应用方案    发布时间 : 2022-12-08

【产品】思瑞浦为电动自行车提供中控、BMS、电机驱动等全系列解决方案,让低碳出行更智能

电动自行车出行是一种低碳环保的生活方式,有助于我国实现碳达峰、碳中和的目标。目前电动自行车更加智能化,通常由中控、报警器、GPS模块、BMS、仪表盘、电机驱动器等部分组成。思瑞浦为电动自行车提供中控、BMS、电机驱动等全系列解决方案,让低碳出行更智能

新产品    发布时间 : 2021-10-02

【应用】具有5A拉/灌电流能力的思瑞浦栅极驱动器TPM27523用于BMS,传播延迟典型值13ns

BMS电池管理系统来调控电池的工作状态,完成整个系统的运行。系统内部的两个MOS管用来控制充电与放电,对于低边MOS的驱动器可以用非隔离型。本文介绍思瑞普的栅极驱动器TPM27523在BMS中的应用。

应用方案    发布时间 : 2022-12-02

Si87XX容耦隔离器较Si86XX隔离器有何性能提升?

Si87XX单通道高性能数字隔离器,可取代传统光耦,在Si86XX隔离器性能的基础上增加以下性能:1、增强VED/IEC 60747-5-2,带10kv涌浪;2、可直接替代常见光耦;3、最适合:高性能光耦升级(寿命长,高可靠和高数据率)。

技术问答    发布时间 : 2017-05-05

固态继电器哪个品牌好?

固态继电器,比如德国pilz,是较好的品牌。Silicon labs有可以替换固态继电器的芯片Si875x系列。Si875x系列是基于CMOS技术的突破性隔离型场效应晶体管(FET)驱动器家族产品,这使得开发人员能够使用自己选择的特定应用和高容量的FET去替代过时的机电继电器(EMR)和基于光耦合器的固态继电器(SSR)。Si875x系列产品是业内首款隔离型FET驱动器,设计旨在利用集成的CMOS隔离栅传输电源,这消除了通常所需的隔离的次级侧开关电源,减少了系统成本和复杂性。当与分立FET搭配时,Si875x驱动器提供业内一流的EMR/SSR替代解决方案,适用于电机和阀门控制器、HVAC继电器、电池监控、交流干线与通信交换机、HEV/EV汽车充电系统和其他工业和汽车应用等。更多信息请点击链接查阅:http://www.sekorm.com/news/3744.html

技术问答    发布时间 : 2017-08-21

展开更多

电子商城

查看更多

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥2.5883

现货: 4,800

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥3.0589

现货: 2,192

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥1.2942

现货: 1,690

品牌:荣湃半导体

品类:隔离驱动器

价格:¥4.3750

现货: 1,366

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥4.7059

现货: 940

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥2.2353

现货: 390

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥1.7648

现货: 200

品牌:数明半导体

品类:单通道隔离驱动器

价格:¥1.5648

现货: 200

品牌:GLW

品类:半桥式隔离驱动器

价格:¥2.3320

现货: 100

品牌:GLW

品类:半桥式隔离驱动器

价格:¥2.5720

现货: 100

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

现货市场

查看更多

品牌:SKYWORKS

品类:开发工具

价格:¥357.5993

现货:10

品牌:SKYWORKS

品类:ISOdriver

价格:¥25.7634

现货:96

品牌:SKYWORKS

品类:ISOdriver

价格:¥16.5201

现货:52

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥23.2718

现货:52

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥21.4151

现货:48

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥21.4151

现货:48

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥21.4151

现货:48

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥21.4151

现货:48

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥21.4151

现货:48

品牌:SKYWORKS

品类:ISODrivers

价格:¥21.4151

现货:48

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

品牌:

品类:

价格:

现货:

服务

查看更多

波导隔离器定制

可定制波导隔离器频率覆盖5.5GHz~110GHz,插损损低至0.25dB、隔离度、正向方向功率、封装尺寸参数。

最小起订量: 1pcs 提交需求>

车规级变压器定制

可定制变压器电压最高4.5KV,高频30MHz;支持平面变压器、平板变压器、OBC变压器、DCDC变压器、PLC信号变压器、3D电源、电流变压器、反激变压器、直流直流变压器、车载充电器变压器、门极驱动变压器等产品定制。

最小起订量: 100000 提交需求>

查看更多

授权代理品牌:接插件及结构件

查看更多

授权代理品牌:部件、组件及配件

查看更多

授权代理品牌:电源及模块

查看更多

授权代理品牌:电子材料

查看更多

授权代理品牌:仪器仪表及测试配组件

查看更多

授权代理品牌:电工工具及材料

查看更多

授权代理品牌:机械电子元件

查看更多

授权代理品牌:加工与定制

世强和原厂的技术专家将在一个工作日内解答,帮助您快速完成研发及采购。
我要提问

954668/400-830-1766(工作日 9:00-18:00)

service@sekorm.com

研发客服
商务客服
服务热线

联系我们

954668/400-830-1766(工作日 9:00-18:00)

service@sekorm.com

投诉与建议

E-mail:claim@sekorm.com

商务合作

E-mail:contact@sekorm.com

收藏
收藏当前页面