Ang mga tagagawa ng automotive sa buong mundo ay nakatuon sa electrification ng sasakyan. Mayroong pangangailangan para sa mga kotse na mag-charge nang mas mabilis at magkaroon ng isang mas pinalawig na saklaw sa isang solong singil. Ito ay nagpapahiwatig, ang mga de-koryenteng at electronics circuit sa loob ng sasakyan ay dapat na hawakan ang napakataas na lakas at pamahalaan nang epektibo ang pagkalugi. Mayroong pangangailangan para sa matatag na mga solusyon sa pamamahala ng thermal-management upang matiyak na ang mga application na kritikal sa kaligtasan ay mananatiling pagpapatakbo.
Bilang karagdagan sa init na ginawa ng sasakyan nang mag-isa, isipin lamang ang lahat ng thermal tolerance na dapat mayroon ang iyong sasakyan at mga electronics upang mahawakan ang malawak na mga saklaw ng temperatura sa paligid. Halimbawa, sa India ang pinakamalamig na mga rehiyon ay nakaharap sa temperatura ng mas mababa sa 0 ° C sa panahon ng taglamig at maaari itong lumampas sa 45 ° C sa tag-araw para sa ilang ibang mga rehiyon.
Ang bawat subsystem sa loob ng isang Electric Vehicle (EV) ay nangangailangan ng pagsubaybay sa temperatura. Sa board charger, ang DC / DC converter at Inverter / motor control ay nangangailangan ng ligtas at mahusay na kontrol upang maprotektahan ang power switch (MOSFET / IGBT / SiC). Ang mga sistema ng pamamahala ng baterya (BMS) ay nangangailangan din ng mahusay na resolusyon ng pagsukat ng temperatura sa antas ng cell. Ang isang sangkap na dapat na tumpak sa matinding temperatura upang maprotektahan ang system ay walang duda ang temperatura sensor. Pinapayagan ng tumpak na impormasyon sa temperatura ang processor na magbayad ng temperatura sa system upang ang mga elektronikong modyul ay maaaring ma-optimize ang kanilang pagganap at ma-maximize ang kanilang pagiging maaasahan anuman ang mga kondisyon sa pagmamaneho. Kasama dito ang pag-sensing ng temperatura ng mga switch ng kuryente, mga sangkap ng kuryente ng kuryente, mga lababo sa init, PCB, atbp. Ang data ng temperatura ay tumutulong din upang patakbuhin ang paglamig na sistema sa isang kontroladong pamamaraan.
Ang mga negatibong temperatura coefficient (NTC) at PTC (positibong temperatura coefficient) thermistors ay kabilang sa mga pinaka-karaniwang aparato na ginagamit upang subaybayan ang temperatura. Ang NTC ay isang passive resistor, at ang paglaban ng isang NTC ay nag-iiba sa temperatura. Mas partikular, habang lumalaki ang temperatura sa paligid ng isang NTC, nababawasan ang paglaban ng NTC. Ilalagay ng mga inhinyero ang NTC sa isang divider ng boltahe na may signal ng output ng divider ng boltahe na nabasa sa channel ng analog-to-digital converter (ADC) ng isang microcontroller (MCU).
Gayunpaman, mayroong ilang mga katangian ng NTC na maaaring gawing mahirap gamitin sa isang awtomatikong kapaligiran. Tulad ng naunang nabanggit, ang paglaban ng isang NTC ay nag-iiba-iba sa kabaligtaran sa temperatura, ngunit ang relasyon ay hindi linya. Ang larawan sa ibaba ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang tipikal na NTC-based voltage divider.
Kapag isinasaalang-alang mo ang init na nabuo mula sa iba't ibang mga subsystem sa loob ng EV at mga klima na mayroon sa iba't ibang mga rehiyon sa mundo, magiging malinaw na ang mga bahagi ng semiconductor ng sasakyan ay malantad sa isang malawak na saklaw ng temperatura (-40 ° C hanggang 150 ° C). Sa loob ng isang malawak na saklaw ng temperatura, ang hindi paggalaw na pag-uugali ng NTC ay magpapahirap na bawasan ang mga pagkakamali habang isinasalin mo ang isang pagbasa ng boltahe sa isang aktwal na pagsukat ng temperatura. Ang error na ipinakilala mula sa isang nonlinear curve ng NTC ay nagpapababa ng kawastuhan ng anumang pagbabasa ng temperatura na nakabatay sa NTC.
Ang isang analog output sensor ng temperatura ng IC ay magkakaroon ng higit na linear na tugon kung ihahambing sa NTC tulad ng ipinakita sa pigura sa itaas. At madaling maisalin ng MCU ang boltahe sa data ng temperatura na may higit na kawastuhan at bilis. Sa wakas, ang mga analog na sensor ng temperatura ng IC ay madalas na may higit na mataas na temperatura ng pagkamakaitan sa mataas na temperatura kumpara sa mga NTC. Ang mga sensor ng temperatura ng IC ay nagbabahagi ng kategorya ng pamilihan sa iba pang mga teknolohiya ng sensing tulad ng mga thermistor, resistors temperatura detector (RTD) at thermocouples, ngunit ang mga IC ay may ilang mahahalagang benepisyo kapag kinakailangan ng mahusay na kawastuhan sa malawak na temperatura tulad ng saklaw na AEC-Q100 Grade 0 (-40 ° C hanggang 150 ° C). Una, ang mga limitasyon sa katumpakan ng isang sensor ng temperatura ng IC ay ibinibigay sa mga degree Celsius sa sheet ng data sa buong saklaw ng operating; sa kabaligtaran,isang tipikal na negatibong temperatura coefficient (NTC) thermistor ay maaari lamang tukuyin ang katumpakan ng paglaban sa porsyento sa isang solong temperatura point. Kakailanganin mong maingat na kalkulahin ang kabuuang katumpakan ng system para sa buong saklaw ng temperatura kapag gumagamit ng isang thermistor. Sa katunayan, mag-ingat upang suriin ang mga kundisyon ng pagpapatakbo na tumutukoy sa kawastuhan ng anumang sensor.
Kapag pumipili ng isang IC, tandaan na maraming mga uri - na may iba't ibang mga katangian para sa iba't ibang mga application ng automotive.
- Analog outpu t: Ang mga aparato tulad ng LMT87-Q1 (magagamit sa AEC-Q100 Baitang 0) ay simple, mga solusyon sa tatlong pin na nag-aalok ng maraming mga pagpipilian sa pagkuha upang maitugma ang pinakamahusay sa iyong napiling analog-to-digital converter (ADC), na hinahayaan kang tukuyin ang pangkalahatang resolusyon. Makukuha mo rin ang pakinabang ng mababang paggamit ng kuryente sa pagpapatakbo na medyo pare-pareho sa saklaw ng temperatura kumpara sa isang thermistor. Nangangahulugan ito na hindi mo kailangang ipagpalit ang lakas para sa pagganap ng ingay.
- Digital output: Upang mas pasimplehin ang pagpapatupad ng iyong pamamahala ng thermal, nag-aalok ang TI ng mga sensor ng digital na temperatura na direktang ihahayag ang temperatura sa mga interface tulad ng I ²C o Serial Peripheral Interface (SPI). Halimbawa, susubaybayan ng TMP102-Q1 ang temperatura na may katumpakan na ± 3.0 ° C mula -40 ° C hanggang + 125 ° C at direktang ihatid ang temperatura sa loob ng I CC sa MCU. Ganap na tinanggal nito ang pangangailangan para sa anumang uri ng tignan ng talahanayan o pagkalkula batay sa isang polynomial function. Gayundin, ang aparato ng LMT01-Q1 ay isang mataas na katumpakan, 2-pin na sensor ng temperatura na may madaling gamiting bilang ng pulso na kasalukuyang interface ng loop, na ginagawang angkop para sa onboard at off board na mga aplikasyon sa automotive.
- Paglipat ng temperatura: Marami sa mga switch na kwalipikado ng automotive TI ay nagbibigay ng simple, maaasahang mga babalang labis na temperatura, halimbawa ng TMP302-Q1. Ngunit ang pagkakaroon ng analog na halaga ng temperatura ay nagbibigay sa iyong system ng isang maagang tagapagpahiwatig na maaari mong gamitin upang masukat pabalik sa limitadong operasyon bago makarating sa isang kritikal na temperatura. Ang mga EV subsystem ay maaari ding makinabang mula sa mai-program na mga threshold, saklaw ng temperatura ng operating na malawak na malawak at mataas na pagiging maaasahan mula sa in-circuit na pagpapatunay ng pagpapatakbo ng LM57-Q1 dahil sa matitigas na kapaligiran sa pagpapatakbo (ang parehong mga IC ay magagamit sa AEC-Q100 Baitang 0). Para sa kumpletong portfolio ng mga bahagi ng sensor ng temperatura na batay sa IC, maaari mong bisitahin ang:
Sa karamihan ng mga subsystem ng EV, ang MCU ay ihiwalay mula sa mga switch ng kuryente at iba pang mga bahagi kung saan ang temperatura ay nadarama. Ang data na nagmumula sa isang digital output sensor ng temperatura ay maaaring madaling ihiwalay gamit ang mga simpleng digital isolator tulad ng pamilya ng mga aparato ng ISO77xx-Q1 mula sa TI. Batay sa bilang ng mga nakahiwalay na linya ng komunikasyon sa digital na kinakailangan at ang paghihiwalay ng isang angkop na bahagi ay maaaring mapili mula dito:
Nasa ibaba ang bloke ng diagram ng disenyo ng sanggunian na TIDA-00752 na nagbibigay ng digital na pulso output sa isang hadlang ng paghihiwalay.
Sa buod, ang mga thermistors ng NTC ay madalas na ginagamit upang subaybayan ang temperatura, ngunit ang kanilang hindi linya na tugon sa temperatura ay maaaring patunayan na may problemang para sa mga solusyon sa automotive. Ang mga solusyon sa analog at digital na sensor ng temperatura ng TI ay nagbibigay-daan sa iyo upang parehong tumpak at madaling subaybayan ang temperatura ng maraming mga automotive system.
Tungkol sa May-akda
