ZHCY147A december 2020 – december 2020 LMG3410R050 , TMS320F280025 , TMS320F280025-Q1 , TMS320F280049 , TMS320F280049-Q1 , TMS320F28377D , TMS320F28377D-Q1 , TMS320F28377S , TMS320F28377S-Q1 , TMS320F28384D-Q1 , TMS320F28384S-Q1 , TMS320F28386D-Q1 , TMS320F28386S-Q1 , TMS320F28388D , TMS320F28P650DH , TMS320F28P650DK , TMS320F28P650SH , TMS320F28P650SK , TMS320F28P659DH-Q1 , TMS320F28P659DK-Q1 , TMS320F28P659SH-Q1
車載充電器的實時 MCU 的可擴展產(chǎn)品組合
OBC 的范圍包括適用于插電式混合動力電動汽車的 3.3kW 和適用于電動汽車的 6.6kW 至 22kW 等。適用于 3.3kW 至 6.6kW OBC 的常用架構(gòu)包括圖騰柱 PFC 和 CLLLC。表 1 列出了基于系統(tǒng)架構(gòu)的各種實時 MCU 選擇以及集成選項。
| 至少需要的資源 | 典型實時 MCU 選件 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| PWM | 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 | MIPS | 獨立控制器 | 單控制器用于 OBC，獨立控制器用于 HV/LV DC/DC | 單個集成控制器 | |
| 3.3kW/6.6kW OBC PFC 級（圖騰柱 PFC） | 2 | 5 | 70 | F280025 | F280049 | F2837S |
| 3.3kW/6.6kW OBC 直流/直流轉(zhuǎn)換器 (CLLLC) | 8 | 5 | 50 | F280025 | F280025 | |
| 3kW 高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器 | 6 | 5 | 40 | F20025 | ||
對于 11kW 及更高的 OBC，一種方法是堆疊三個 3.6kW 充電器（在拓撲結(jié)構(gòu)上類似于 3.3kW 充電器）；這稱為模塊化 OBC 方法。還可以通過堆疊 11kW 充電器或通過并聯(lián)或選擇不同的場效應晶體管 (FET) 來設計額外的 22kW 充電器。另一種實現(xiàn) 11kW 的方法是使用三相 PFC 前端（單相運行時有一定的降額）。
OEM 選擇的方法可能因地理區(qū)域而異。例如，在美國，單相很常見，因此模塊化方法比較常用。在歐洲或亞洲，三相更常見，三相 PFC 可以提供更高的密度和更低的成本，因為系統(tǒng)需要的功率器件和開關較少。為解決這一廣泛的功率級別，需尋找一個可擴展的控制器產(chǎn)品組合，不僅可以處理高級拓撲控制，還可以實現(xiàn)集成。C2000 MCU 產(chǎn)品組合 (表 3)，其范圍包括低端到中高端器件，可支持 表 1 和 表 2 中的系統(tǒng)實現(xiàn)選項。
| 至少需要的資源 | 典型實時 MCU 選件 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| PWM | 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 | MIPS | 獨立控制器 | 單個集成控制器 | |
| 11kW 模塊化 OBC（PFC + 直流/直流轉(zhuǎn)換器） | 10 | 10 | 120 | 三個 F280049 | F28388D |
| 3kW 高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器 | 6 | 5 | 40 | F280025 | F28388D |
| 11kW OBC PFC 級（T 型） | 12 | 8 | 50 | F280025 | |
| 11kW OBC 直流/直流級（兩個直流/直流轉(zhuǎn)換器，每個 5.5kW） | 16 | 8 | 100 | F280049 | |
| 器件 | PWM | ADC | MIPS |
|---|---|---|---|
| F280025 | 14 | 16 | 100 |
| F280049 | 14 | 21 | 200 |
| F28377D | 24 | 24 | 800 |
| F28388D | 32 | 24 | 925 |
在模塊化方法（堆疊三個單相充電器以達到 11kW）中，每個模塊的設計功率為 3.6kW，使用單相交流輸入，通常有單相 PFC 級和直流/直流級 (圖 5)。高壓和低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器一端連接高壓電池，另一端連接 12V 電池。由于系統(tǒng)中存在多個隔離平面，因此可以為每個相位設計一個單控制器，使用獨立控制器（使用 F280049）或單控制器（如 F28388）控制 OBC 的所有三個級。F280025 還可以控制高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器，因為該控制器提供了必要的高級模擬集成來控制相移全橋功率級。
圖 5 帶 3.6kW 堆疊式充電器和高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器的 11kW OBC。如果功率級不是模塊化的，您可以使用單控制器來控制整個系統(tǒng)。圖 6 顯示一個這樣的示例，使用 T 型三相 PFC 和交錯雙有源電橋 (DAB) 轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn) OBC。（表 2 列出了該系統(tǒng)的幾種 MCU 選擇。）C2000 實時 MCU 系列中的 F28388D 器件可以控制系統(tǒng)中的所有電力電子器件。隨著 OEM 對這些系統(tǒng)進行優(yōu)化，諸如“一個盒子”之類的概念變得越來越流行，其中 OBC 和高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器封裝在同一個外殼中?！耙粋€盒子”概念通過使用多端口轉(zhuǎn)換器在 OBC 直流/直流級和高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器之間共享直流/直流級，提供了更多選擇。
圖 6 11kW OBC 加上使用 F28388D 控制的高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器。
圖 7 11kW OBC 加上使用由 F28388D 控制的多端口方案的高壓轉(zhuǎn)低壓直流/直流轉(zhuǎn)換器。既然單控制器可控制所有級，進一步的優(yōu)化就成為可能。圖 7 顯示使用多端口轉(zhuǎn)換器的效果，可將所需的開關/高壓 FET 的數(shù)量減少 16%。