Произвођачи аутомобила широм света усредсређени су на електрификацију возила. Потребно је да се аутомобили брже пуне и имају шири домет једним пуњењем. То подразумева да електрични и електронски кругови у возилу треба да буду у стању да поднесу изузетно велике снаге и ефикасно управљају губицима. Потребна су робусна решења за управљање топлотом која ће осигурати да сигурносно критичне апликације остану у функцији.
Поред топлоте коју само возило производи, размислите и о свим термичким толеранцијама које ваш аутомобил и његова електроника морају имати да би се носили са широким распонима температуре околине. На пример, у Индији се најхладнији региони суочавају са температуром знатно испод 0 ° Ц зими, а у неким другим регионима током лета може бити већа од 45 ° Ц.
Сваки подсистем у електричном возилу (ЕВ) захтева праћење температуре. Уграђени пуњач, ДЦ / ДЦ претварач и контрола претварача / мотора захтевају сигурну и ефикасну контролу ради заштите прекидача напајања (МОСФЕТ / ИГБТ / СиЦ). Системи за управљање батеријама (БМС) такође захтевају фину резолуцију мерења температуре на нивоу ћелије. Једина компонента која мора бити тачна на екстремним температурама да би заштитила систем је без сумње температурни сензор. Тачне информације о температури омогућавају процесору да температурно компензује систем тако да електронски модули могу да оптимизују своје перформансе и максимизирају поузданост без обзира на услове вожње. То укључује осетљивост температуре прекидача напајања, магнетних компонената напајања, хладњака, ПЦБ-а итд. Подаци о температури такође помажу у контролисаном раду система за хлађење.
Термистори са негативним коефицијентом температуре (НТЦ) и ПТЦ (позитивни коефицијент температуре) међу најчешћим су уређајима који се користе за надгледање температура. НТЦ је пасивни отпорник, а отпор НТЦ-а варира у зависности од температуре. Тачније, како се температура околине око НТЦ повећава, отпор НТЦ-а опада. Инжењери ће НТЦ сместити у делилац напона са излазним сигналом делитеља напона очитаним у канал аналогно-дигиталног претварача (АДЦ) микроконтролера (МЦУ).
Међутим, постоји неколико НТЦ карактеристика које могу отежати употребу у аутомобилском окружењу. Као што је претходно поменуто, отпор НТЦ варира обрнуто од температуре, али однос је нелинеаран. На доњој слици приказан је пример типичног НТЦ-делитеља напона.
Када се узме у обзир топлота генерисана из различитих подсистема унутар ЕВ и климе која постоји у различитим регионима света, постаје јасно да ће полупроводничке компоненте возила бити изложене широком опсегу температура (-40 ° Ц до 150 ° Ц). У широком температурном опсегу, нелинеарно понашање НТЦ-а отежаће смањење грешака при превођењу очитавања напона у стварно мерење температуре. Грешка уведена из НТЦ-ове нелинеарне криве смањује тачност било ког очитавања температуре заснованог на НТЦ-у.
Аналогни излазни ИЦ сензор температуре имаће линеарнији одзив у поређењу са НТЦ-има као што је приказано на горњој слици. А МЦУ може лако да преведе напон у температурне податке са више тачности и брзине. Коначно, аналогни ИЦ сензори температуре често имају супериорну температурну осетљивост на високим температурама у поређењу са НТЦ-има. ИЦ температурни сензори деле тржишну категорију са осталим сензорским технологијама попут термистора, отпорних температурних детектора (РТД) и термопарова, али ИЦ имају неке важне предности када се захтева добра тачност на широким температурама попут распона АЕЦ-К100 (-40 ° Ц до 150 ° Ц). Прво, ограничења тачности ИЦ температурног сензора дата су у ступњевима Целзијуса у техничком листу у целом радном опсегу; обрнуто,типични термистор са негативним коефицијентом температуре (НТЦ) може одредити тачност отпора у процентима само на једној температурној тачки. Тада бисте требали пажљиво израчунати укупну тачност система за пуни температурни опсег када користите термистор. У ствари, будите опрезни да бисте проверили радне услове наводећи тачност било ког сензора.
Када бирате ИЦ, имајте на уму да постоји неколико врста - са различитим заслугама за различите аутомобилске примене.
- Аналогни излаз: Уређаји попут ЛМТ87-К1 (доступни у АЕЦ-К100 оцени 0) су једноставна, трополна решења која нуде вишеструке опције појачања како би се најбоље подударале са вашим одабраним аналогно-дигиталним претварачем (АДЦ), који вам омогућава одредити укупну резолуцију. Такође ћете добити предност мале радне потрошње енергије која је сразмерно конзистентна у опсегу температуре у односу на термистор. То значи да не морате мењати снагу за перформансе буке.
- Дигитални излаз: Да би додатно поједноставио вашу примену управљања топлотом, ТИ нуди дигиталне температурне сензоре који ће директно комуницирати температуру преко интерфејса попут И²Ц или серијског периферног интерфејса (СПИ). На пример, ТМП102-К1 ће надгледати температуру са тачношћу од ± 3,0 ° Ц од -40 ° Ц до + 125 ° Ц и директно преносити температуру преко И²Ц на МЦУ. Ово у потпуности уклања потребу за било каквом врстом потражне табеле или прорачуна на основу полиномске функције. Такође, ЛМТ01-К1 уређај је високотачни, 2-пински температурни сензор са једноставним интерфејсом петље струје бројача импулса, што га чини погодним за примену у возилу и ван њега.
- Прекидач температуре: Многи од ТИ-јевих аутомобилских прекидача пружају једноставна, поуздана упозорења о превисокој температури, на пример ТМП302-К1. Али постојање аналогне вредности температуре даје вашем систему рани индикатор који можете да користите за враћање на ограничени рад пре него што дођете до критичне температуре. Подсистеми ЕВ такође могу имати користи од програмабилних прагова, изузетно широког опсега радне температуре и велике поузданости захваљујући верификацији рада ЛМ57-К1 у кругу због тешког радног окружења (обе ИЦ су доступне у АЕЦ-К100 оцени 0). Комплетни портфолио делова сензора температуре заснованих на ИЦ можете посетити: хттп://ввв.ти.цом/сенсорс/температуре-сенсорс/продуцтс.хтмл
У већини ЕВ подсистема, МЦУ је изолован од прекидача за напајање и других компонената чија се температура осећа. Подаци који долазе из дигиталног сензора излазне температуре могу се лако изоловати помоћу једноставних дигиталних изолатора попут ИСО77кк-К1 породице уређаја компаније ТИ. На основу броја потребних изолованих дигиталних комуникационих линија и изолације, овде се може одабрати одговарајући део: хттп://ввв.ти.цом/исолатион/дигитал-исолаторс/продуцтс.хтмл.
Испод је блок дијаграм референтног дизајна ТИДА-00752 који пружа дигитални импулсни излаз преко изолационе баријере.
Укратко, НТЦ термистори се често користе за надгледање температуре, али њихов нелинеарни температурни одзив може се показати проблематичним за аутомобилска решења. Аналогна и дигитална решења сензора температуре компаније ТИ омогућавају вам прецизно и лако надгледање температуре многих аутомобилских система.
О аутору
