Überwachungs- und Schutzfunktionen für mehr Systemzuverlässigkeit

Texas Instruments stellte vollständig geprüfte Referenzdesigns für Batteriemanagement- und Traktionswechselrichter-Systeme vor und präsentierte außerdem neue analoge Schaltungen mit fortschrittlichen Überwachungs- und Schutzfunktionen, die zur Senkung der CO2-Emissionen beitragen und Hybrid- und Elektrofahrzeugen dazu verhelfen sollen, länger und weiter zu fahren.

Das ist eine Produktankündigung von Texas Instruments Incorporated. Allein der Emittent ist für den Inhalt verantwortlich.

Kürzere Markteinführungszeit und präzisere Batterieüberwachung Das neue Referenzdesign für ein Batteriemanagement-System (BMS) von TI auf Basis des fortschrittlichen, präzisen Batteriewächter- und Balancer-Bausteins BQ79606A-Q1 ist für Überwachungsschaltungen von 6 bis 96 Zellen skalierbar. Entwickler erhalten mit dem Referenzdesign die Möglichkeit zur zügigen Markteinführung ihrer Automotive-Lösungen. Das Design implementiert die Batterieüberwachung in einer Daisy-Chain-Konfiguration zur Realisierung eines hochpräzisen und zuverlässigen Systemdesigns für 3 bis 378 in Serie geschaltete Lithium-Ionen-Akkusätze mit Spannungen von 12 V bis 1,5 kV. Der hochintegrierte BQ79606A-Q1 überwacht präzise Temperatur- und Spannungswerte und hilft die Batterielebensdauer und den Aktionsradius zu maximieren. Darüber hinaus sorgt der Batteriewächter BQ79606A-Q1 für eine sichere Zustandsübermittlung. Diese wiederum unterstützt Systemdesigner bei der Einhaltung von Sicherheitsanforderungen bis Automotive Safety Integrity Level D (ASIL D), der höchsten Funktionssicherheits-Vorgabe der für Straßenfahrzeuge geltenden Norm ISO 26262. Zuverlässiges Wärmemanagement im gesamten Traktionswechselrichter-System Angesichts der hohen, viele Kilowatt betragen Leistung, die den Traktionswechselrichter und die Batterien eines Elektrofahrzeugs durchläuft, können hohe Temperaturen potenziell schädlich für die ebenso kostspieligen wie empfindlichen Elemente des Antriebsstrangs sein. Ein ausgefeiltes Wärmemanagement des Systems ist deshalb entscheidend nicht nur für die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs, sondern auch für den Schutz seiner Insassen. Um Antriebsstrang-Systeme wie etwa einen 48-V-Startergenerator vor Überhitzung zu schützen, stellte TI den präzisen Temperatursensor des Typs TMP235-Q1 mit Analogausgang vor. Der wenig Strom verbrauchende und durch eine niedrige Ruhestromaufnahme von nur 9 µA gekennzeichnete Baustein bietet eine hohe Genauigkeit von typisch ±0,5 °C bzw. maximal ±2,5 °C über den vollen Temperaturbereich von -40 °C bis +150 °C und hilft Traktionswechselrichter-Systemen damit, auf Temperatursprünge zu reagieren und die richtigen Temperaturmanagement-Techniken anzuwenden. Fortschrittlicher, platzsparender Schutz für Traktionswechselrichter-Systeme Der Temperatursensor TMP235-Q1 und die kürzlich vorgestellten Gatetreiber UCC21710-Q1 und UCC21732-Q1 helfen Designern bei der Realisierung kleinerer und effizienterer Traktionswechselrichter-Designs. Die Bausteine sind die ersten isolierten Gatetreiber mit integrierten Sensorfunktionen für IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors) und FETs auf SiC-Basis (Siliziumkarbid). Sie ermöglichen eine Steigerung der Systemzuverlässigkeit in Anwendungen mit Betriebsspannungen bis zu 1,5 kVRMS und bieten eine überragende Isolation gegen Spannungsspitzen bis zu 12,8 kV sowie eine Nenn-Isolationsspannung von 5,7 kV. Die Bauelemente punkten darüber hinaus mit kurzen Ansprechzeiten, um Schutz gegen Überstrom-Ereignisse bieten zu können und gleichzeitig ein sicheres Abschalten des Systems zu gewährleisten. Zur Versorgung der neuen Gatetreiber direkt aus dem 12-V-Bordnetz hat TI ferner ein neues Referenzdesign vorgestellt, das drei verschiedene Arten von Bias-Versorgungsoptionen für IGBTs und SiC-FETs für die Leistungsstufen von Traktionswechselrichtern demonstriert. Das Design besteht aus Verpolungsschutz-Schaltungen, Klemmschaltungen für elektrische Transienten sowie Über- und Unterspannungs-Schutzschaltungen. Bestandteil des kompakten Designs ist der neue LM5180-Q1, ein synchroner Abwärtswandler für 100 V und 1 A mit einer sehr geringen Standby-Ruhestromaufnahme von 10 µA. Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise der Produkte Vorserienmuster gibt es ab sofort im TI Store. Preise und Gehäusebauarten sind der folgenden Tabelle zu entnehmen:


Produkt	Gehäusebauart	Preis (ab 1.000 Stück)
BQ79606A-Q1	HTQP (48 Pins, 9 mm x 9 mm)	5,49 USD
TMP235-Q1	SC-73 (5 Pins, 2 mm x 1,25 mm	0,18 USD
LM5180-Q1	WSON (8 Pins, 4 mm x 4 mm)	3,86 USD
UCC21710-Q1	SOIC (Small-Outline Integrated Circuit) aus Kunststoff mit 16 Pins	4,- USD
UCC21732-Q1	SOIC aus Kunststoff mit 16 Pins	4,- USD

Mehr über die umfangreichen Referenzdesigns von TI und die ICs des Unternehmens für sämtliche Systeme im Antriebsstrang finden Sie auf TI.com/EV.