首页:66顺娱乐:首页10月23日,由轻型电动车、连线(第三届)轻型电动车锂电池产业创新高峰论坛暨安全峰会”在上海成功举办。
尊敬的各位嘉宾,大家下午好,自我介绍一下,我是郑万宏,我现在在上海川土微电子有限公司担任产品一部总监,今天报告的题目是《川土微电子产品在BMS产业链中的应用》。
我们主要是一家专门做模拟的公司,包括了隔离、接口和高性能模拟。公司成立于2016年,目前有120多人,当中专门从事半导体技术研发的有一半以上,公司目前总部位于青浦,我们图中有看到在北京、深圳都有销售办公室。
简单介绍一下公司历史。2016年成立的,一开始是做射频产品起家的,在2016年7月份第一颗射频产品面市;2018年6月份HPA产品呈现了系列化;到2019年4月份川土微电子完成A轮融资;到了2019年的年底获得了“高新技术企业”的认定,到2020年和2021年是川土微高速发展的两年,在这上面我们也可以看到到2020年底的时候完成了全系列集成隔离电源的隔离器基本系列化,到2021年1月份获得了“中国潜力IC设计企业”的殊荣,到了2021年3月份完成了高性能485/CAN相继面市,明年也会有像隔离驱动类似的产品陆续面市。
川土微非常关注工业和汽车领域这两块,工业目前与很多大客户都有建立直接的销售关系,最常见的应用像电机控制、伺服控制、变频器会特别多,另外在新能源上,像光伏、锂电我们有很多的客户都在使用我们的产品。另外汽车的话也是我们现在在大力拓展的一个应用,特别是在车身、ADAS这些应用当中,我们在扩大我们的接口来间隔产品的分隔。
我相信这是大家特别关注锂电市场的一个重要原因,因为锂电电动车数量是非常快速的增长。一方面是本身的需求,特别是海外市场的需求,海外对于锂电的要求比较高;二是锂电本身电池成本在不断下降,所以相对于铅酸电池成本差距就不会有那么大了。另外,可以看到智能化的要求,还有新国标对于安全性的要求,都促使了锂电需求大幅度的增长,所以对于锂电的BMS需求量也是水涨船高的。
所以,从系统需求和安规需求两方面来看,隔离产品在BMS中的要求会越来越高。
系统需求的话我们在这边可以看到做了一个框图,隔离系统在BMS里面有隔两块:一是隔离通讯,从MCU到后端的通讯接口,比较常见的是485;二是MCU到前端的AFE需要一些数字隔离,后面我们也会分这两块来介绍这些系统推荐的产品。
我们看到新国标里面,对电摩有提到建议使用具有隔离的电连接产品,主要也是从安全性进行考虑,现在不是强制的,但是这么一个指导的意见是比较明确的。从这张系统框图上面我们也可以看到使用隔离的一些额外的好处,我们经常会遇到的一些问题,即使关闭了,但是上边的电源线还可以通过通讯线继续放电池的电,一旦使用了隔离芯片后,这个问题就没有了,而且这种把开关移到高边去,这样方案会更简单,成本也会更低。
一种是把电源、通讯接口、数字隔离器三块完全用三个产品去解决。电源用自己设计的,或者用外部主板跟专门的IC做的隔离电源,然后通讯接口继续使用非隔离的,然后前面增加一个数字隔离器这种分立方法。
第二种市面上比较常见的是把通讯接口和数字隔离器放在一起,通过一个隔离电源和隔离接口就可以形成一个集成二合一的方案。
第三个也是我们川土比较推荐的就是集成三合一的方案,带隔离电源的隔离接口。像通过一款IC可以实现通讯隔离,然后无论是体积、成本上面都非常有竞争力。
2、数字隔离器。通讯速率:500kbps,双通道(CAN)/3通道(RS485)。
刚才有提到我们川土微电子是一家射频出身的企业,所以我们在射频上有比较多的积累,所以我们特别推出了这款3105,用我们的射频技术做了一个线上的变压器,所以它是一个完全集成的,输出功率不小于650毫瓦的产品,完全可以满足刚才我们提到的系统要求。隔离等级可以达到5KV,在锂电的两轮车上的话就是高的非常多的。
今天所有介绍的隔离产品都使用了电容隔离技术,电容隔离最好的特点就是CMTI可以做得非常高,你可以看到所有的隔离产品都在150KV/μs以上,CMTI做得非常高,是电动车隔离技术带来的一个非常好的优点。浪涌等级可以做到10KVpk;ESD等级6000V(HBM);输出典型功率不小于650mW;另外我们有单独的输出使能,你可以很方便的打开和挂断输出;输出也可以选择3.3V、5.0V、3.7V、5.4V;使用的是一个SOIC16-WB(W)的宽体封装,所以可以做到5000VRMS的隔离等级。
我们的数字隔离器已经呈系列化了,目前我们的产品包含了2、3、4、6通道,CAN是2通道,485有可能是2通道,有可能是3通道,可以提供多种封装,封装有SOIC8(S)或者是SOIC16-WB(W),隔离等级是不低于2500V,宽体的线KV/μs,浪涌等级不低于6.25KVpk,川土的ESD都是做的比较高的,所以这边也是6000V,是远远高于系统要求的。
这种两轮车上的BMS系统对隔离的要求并不高,建议大家选择比较小封装的载体封装,双通道可以选择SOIC-8的封装,可以达到额定耐压3.75KV,像三通道的线的封装,也可以达到额定耐压3.75KV。
这是CAN收发器,它是CA-IF105IS,最高数据速率可以达到5M,可以做到8000V整体模型的总线ESD保护,共模电压范围±30V,故障保护范围±58V,保护功能也是做的非常全,对标一线的大牌产品。具有静音模式(侦听模式)。驱动器显性超时可以支持低至4kbps的数据速率,支持110个节点的连接。多种保护功能可以确保器件在工作时的稳定性。
CA-IF48xx是一系列带有±15KVESD保护功能的RS485收发器,该系列器件能够运行在恶劣的工业环境中。器件的总线引脚可以耐受高级别的IEC电气快速瞬变(EFT)和IEC静电放电(ESD),从而无需使用其他系统级保护组件。
这是二合一隔离接口通讯方案,也就是隔离电源继续保持隔离电源的使用,然后我们把数字隔离器和接口放在一起做成了我们的二合一隔离接口产品。
CA-IS305x是一系列隔离式控制器区域网络(CAN)物理层收发器,符合ISO11898-2标准的技术规范。该器件采用片上二氧化硅电容作为隔离层,可在十分恶劣的环境中保证正常工作,具有过压保护、失效保护、过温保护等特性,同时满足-12V到+12V的共模电压范围。该系列产品广泛应用于CAN数据总线、工业现场网络、安防系统、医疗设备、通信等各领域,详细参数可参考规格书和选型表。
CA-IS308x是一系列隔离式全双工/半双工RS-485/RS-422收发器芯片,用于TIAEIA485应用,适用于信号的长距离传输。在设备通信链路中可能出现各种电噪声以及电压电流的瞬态变化,使用CA-IS308X作为接口芯片可以有效屏蔽以上噪声和瞬变,为昂贵的控制设备提供充分的保护,降低损坏风险。该系列产品广泛应用于安防监控、化学生产、工厂自动化、电机控制、HVAC等各行业。
这是我们比较推荐的三合一隔离接口通讯方案。我们把隔离电源集成到隔离接口当中,完全做成了一个带芯片的三合一的芯片方案。
目前已经在官网上发布的是3062,针对两轮车BMS又专门做了低成本的2062,其实这两个对比的线KV,它的系统仓储包含了完全隔离的隔离电源、容隔离的通讯接口,2062是一个CAN的收发器,完全实现了通讯接口的全隔离,与隔离电源集成在单个SOIC封装内,可隔绝噪声和干扰并防止损坏敏感电路。该系列广泛应用于CAN数据总线、工业现场网络等各领域。
CA-IS2062是一系列具有集成式高效电源转换器的隔离式控制区域网络(CAN)物理层收发器,符合ISO11892-2标准的技术规范。此器件采用片上二氧化硅电容作为隔离层,在CAN协议控制器和物理层总线之间创建一个完全隔离的接口,与隔离电源集成在单个SOIC封装内,可隔绝噪声和干扰并防止损坏敏感电路。该系列产品广泛应用于CAN数据总线、工业现场网络等各领域。
CA-IS3092是一系列集成高效电源转换器的高可靠性隔离式RS-485收发器,符合TIAEIA-485标准。此器件采用片上二氧化硅电容作为隔离层,在RS-485协议控制器和物理层总线之间创建一个完全隔离的接口,与隔离电源集成在单个SOIC封装内,可有效防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端。该系列产品广泛应用于隔离式RS-485接口、工业现场网络等领域。
CA-IS2092是一系列集成高效电源转换器的高可靠性隔离式RS-485收发器,符合TIAEIA-485标准。此器件采用片上二氧化硅电容作为隔离层,在RS-485协议控制器和物理层总线之间创建一个完全隔离的接口,与隔离电源集成在单个SOIC封装内,可有效防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端。该系列产品广泛应用于隔离式RS-485接口、工业现场网络等领域。
三合一解决方案:它的整个PCB面积可以做到非常小,因为集成度高了以后,周边器件可以做到非常少,集成度高了以后相对故障也会减少,可靠性也会做到很好,成本低。
电池组电压超过48V时需要两级AFE;高端AFE的接地端和低端AFE接地端电位不同;MCU的接地端和低端AFE接地端电位相同;两个AFE需要和MCU之间采用I2C接口通讯;采用I2C数字隔离器实现高端AFE和MCU之间的通讯。
CA-IS302x是一系列兼容I2C接口的双向通讯低功耗隔离器,隔离器的输入侧与输出侧具备电气隔离特性,该电气隔离屏障由二氧化硅构成的高压隔离电容构成。该隔离器具具有高达5KVrms的超高绝缘能力,可以防止数据总线或其他电路上的噪声和浪涌进入本地接地端而干扰或损坏敏感电路。该系列产品广泛应用于隔离式I2C总线、SMBus和PMBus接口、电机控制、电池管理、I2C电平转换等各领域。
两轮车BMS电力载波解决方案就是在控制器和仪表盘之间,我们需要额外的数据通讯线从控制器到仪表盘进行控制信号传输。这里介绍一种电力载波方案,可以直接在电源信号上进行调制,满足基本的数据传输,减少故障和成本。
这是IF4023系列,可以满足11520的基本数据通信,可以直接做调整,做一些基本的数据。
这是客户那边的成功案例。这是一个两轮车的BMS,分离式方案:CA-IS3722HS+RS485接口实现隔离通讯,通讯速率115200bps。
二合一方案:隔离电源为两路隔离接口分别供电,用于和BMS以及主控制器通讯。
简单介绍一下我们的产品规划。我们现在包括了电源隔离、接口隔离、数字隔离、模拟隔离、I/O隔离、驱动隔离,也可以做双通道的驱动器。
CAN、RS-485/422、HOMEBUS、AISG,我们明年会把CAN系列做得更丰富一些,同时会做一些比较特殊的东西,像家电上会经常看到的同轴调制解调器等。
今天的产品介绍就到这边,这是我们川土微电子的公众号,川土微是成长非常快的一家公司,现在每周不只一个新品发布,我们会特别依赖社交媒体来发布新品。同时也鼓励工程师来选择我们的芯片,更多通过社交媒体,来回答各位的问题,包括安排一些直播,或安排一些线上交流会,大家有兴趣可以关注我们的公众号和公司官网:,上面会有一些新品发布和应用分享。我们会不定期分享技术交流视频,会把一些线上直播活动做在上面,希望大家也可以直接通过这些与我们的工程师直接联系,包括给我们产品提建议。
据悉,新国标的最大的亮点是:为电子后视镜制定了详细的技术细则,使其不但可以安装,而且允许取代传统后视镜。
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