Renesas Electronics ha creado una solución de movilidad de 48 V para ayudar a los clientes a acelerar el proceso de desarrollo de patinetes eléctricos, bicicletas eléctricas, UPS y sistemas de almacenamiento de energía. Con el extremo frontal de la batería de 16 celdas ISL94216 (BFE), controladores robustos MOSFET HIP2211 de 100 V y un microcontrolador RX23T de 32 bits (MCU), la solución modular con una unidad de punto flotante (FPU) incorporada y seis temporizadores de alto rendimiento especialmente diseñado para algoritmos complejos de control de inversores.
La solución de combinación de movilidad de 48 V funciona con una batería de iones de litio de 25 Ah que impulsa un inversor de 1600 W para alcanzar velocidades de hasta 5000 rpm. Incluye dos placas para abordar el mayor número de células de la batería y los niveles de potencia que requieren las aplicaciones móviles.
El extremo frontal de la batería (BFE) y la placa del cargador se enfocan en paquetes de baterías más grandes y de mayor voltaje. La otra placa, que es la placa de control del motor y del inversor, cuenta con medidas y controladores sincronizados de corriente / voltaje que son modulados por ancho de pulso (PWM) para activar el motor y monitorear el estado del motor. El algoritmo con el hardware es perfecto para impulsar motores de CC sin escobillas (BLDC). Además, hay dos tableros opcionales disponibles. Una es la placa receptora de carga inalámbrica y la otra es la placa de control de Bluetooth Low Energy (BLE 5.0).
Las características específicas y el diseño modular de la solución combinada ganadora de movilidad permiten a los ingenieros reducir en gran medida las horas de trabajo en el desarrollo y depuración de software / hardware. Además, el ISL94216 altamente integrado ofrece varias características que equilibran y monitorean las condiciones del sistema para mejorar la vida útil y la seguridad de la batería, independientemente de la MCU. Además, utiliza el controlador reductor-boost síncrono bidireccional de 4 interruptores ISL81601 de 60 V para una carga ultrarrápida. El perfil de cargador CC / CV del controlador se implementa a través del sistema MCU.
Características clave
BFE y placa de carga: El BFE de 16 celdas ISL94216 admite hasta 200 mA + llave de equilibrio de celda externa para permitir una recarga rápida y una alta utilización en paquetes de baterías grandes con tolerancia de conexión en caliente de hasta 62 V. Proporciona protección total de la batería del lado alto y monitoreo para paquetes de baterías de celdas 4S a 16S. La MCU RX23T de 32 bits con FPU incorporada admite el control total de todo el sistema. Los amplificadores operacionales ISL28214 ofrecen bajo consumo de energía y polarización de entrada, y el ISL81601 maximiza la eficiencia de carga y utiliza detección de corriente y monitoreo de E / S para ajustar los niveles de entrada. Además, el multiplexor ISL84051 maneja hasta ocho entradas con baja conectividad RDSon y tiempo de conmutación de nanosegundos
- Tablero de inversor y control del motor: el tablero admite un paquete de baterías de 48 V y puede alcanzar 5000 RPM utilizando un tren de potencia inversor de 1600 vatios con sensores de control del motor. Incluye un convertidor CC / CC, sensores de corriente de amplificador operacional ISL28191, regulador LDO ISL80410, controladores MOSFET de medio puente HIP2211 de 100 V y banco MOSFET; se conecta al BFE y al tablero del cargador.
- Tableros opcionales y aplicación de teléfono móvil: el tablero de control BLE con MCU RX23W permite la conectividad segura del teléfono móvil a través de BLE para control del acelerador, estado de la batería, conexión GPS e historial de rutas guardado; se conecta al BFE y al tablero del cargador. Esta MCU se elige específicamente de la misma familia RX para permitir un diseño de software monótono. La placa receptora de carga inalámbrica cuenta con dos receptores inalámbricos Renesas que se utilizan en paralelo para aumentar la salida según sea necesario; se conecta al BFE y al tablero del cargador. La aplicación del teléfono móvil desbloquea el scooter, controla el encendido / apagado y el arranque del motor. La solución de movilidad envía datos de diagnóstico y paramétricos al canal BLE seguro del teléfono móvil en intervalos de 1 segundo.
El nuevo BFE de 16 celdas ISL94216 está actualmente disponible en un paquete QFN de 64 derivaciones de los distribuidores mundiales de Renesas con un precio de $ 2.99 en cantidades de 1,000 unidades.