绿色低碳、健康生活,助力短距离交通出行
发表时间:2022-12-19浏览次数:1513

 

近年在国家“绿色出行、健康生活”的倡导下,电动自行车成为很多人短距离出行的重要选择。2019年4月15日,《电动自行车安全技术规范》简称《新国标》)实施,规范了电动自行车的研发、生产、销售、流通和使用等环节,行业迎来健康发展。《新国标》对电动自行车的生产标准提出了更高要求,对研发实力较强、生产效率较高的龙头企业具有一定的促进作用。根据立鼎产业研究网数据,我国电动自行车保有量在2.5-3亿台,预计22-24年新国标替换量为2500、3000、2500万辆,预计22-24年电动自行车需求量为5815、6384、5964万辆。

电动两轮车的市场逐渐呈现出消费升级与需求个性化、消费者环保意识的觉醒,以及消费者追求便捷与智能等趋势。此外,由于国际市场的需求增加,电动两轮车产业逐步从本土进一步走向海外走上国际化之路。基于此,未来电动两轮车行业将呈现差异化、高端化、智能化和国际化的趋势。产品的定制化开发, 互联网技术、智能化技术和新能源技术等在电动两轮车行业将持续应用。《新国标》过渡期结束后,上述因素也将成为行业发展的主要驱动因素,促进行业进入新一轮的高速发展期。

上海贝岭紧跟市场发展,可提供一整套覆盖半桥驱动、运放、接口、电源管理、液晶驱动、锂电池充电和MOSFET的电动自行车解决方案。

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图1 电动自行车框架

 

各个模块之间的通讯目前市场主流使用RS-485接口,部分高端电动自行车会使用CAN接口进行通讯。电机驱动板框架见图2。

 

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图2 电机驱动板系统框架图

 

1.  半桥驱动芯片

电动自行车的电机需要通过半桥驱动芯片进行控制电机转速、加减速等功能(表1 半桥驱动选型表)。

BL8202/3 半桥驱动芯片:

l  悬浮绝对电压250V

l  电源电压工作范围:10.0~20.0V;

l  兼容3.3/5/15V输入逻辑;

l  驱动电流:+1.0A/-1.5A(Typ)

l  死区时间: 200ns (Typ)

l  集成VCCVBS欠压保护功能;

l  SOP8 封装;

表1半桥驱动选型表

半桥驱动选型表

型号

驱动电压

(V)

通道数

VCC电压

(V)

驱动能力

(A)

控制逻辑

封装

兼容型号

BL8202

250

单相

10~20

1.0/1.5

HIN/LIN

SOP8

IR2002

BL8203

250

单相

10~20

1.0/1.5

HIN/LINB

SOP8

FD2103

 

2.  运放

电动自行车电机的电流采样、堵转保护等功能都需要通过运放采集信号并处理(表2 低噪声运放选型表)。

BL3782/4 低噪声运放:

l  电源电压范围:2.1V~5.5V;

l  低噪声:13nV/Hz @10kHz

l  高精度:Vos 0.8mV Typ;

l  增益带宽:6MHz

l  压摆率:4.2V/Us

l  工作温度范围:-40℃~+125℃;

表2 低噪声运放选型表

低噪声运放选型表

型号

通道

噪声

nV/Hz

VCC

(V)

带宽

(MHz)

SR

(V/Us)

IQ

(uA)

Vos Typ

(mV)

轨到轨

封装

应用

BL3782

2

13

2.1~5.5

6

4.2

470

0.8

SOP8

电流采样

BL3784

4

13

2.1~5.5

6

4.2

470

0.8

TSSOP14

 

3.  接口

电动自行车的中控系统需要收集每个子模块的数据信息,目前市场主流使用RS485接口通信方式(表3 RS485接口选型表)。

RS485 接口芯片:

l  传输速率覆盖范围广;

l  供电电压范围宽:支持3.3V~ 5.0V;

l  通讯节点数多;

l  更好的ESD能力:±15KV(接触放电)

 

 

表3 RS485接口选型表

RS485接口选型表


型号

电压

(V)

最高速率

(Kbps)

工作电流

(mA)

节点数

ESD

(接触放电)

工作温度

(℃)

封装

兼容型号

BL3085(I47)

3~5.5

500

0.4

256

±15KV

-40~85

SOP8


BL1587

5

2M

0.9

128

±15KV

-40~85

SOP8


BL1590

3~5.5

16M

1.5

32

±15KV

-40~125

SOP8

SN75176

 

4.  电源管理

通常会用DC/DC把48V/60V电池包电压降到12V给半桥驱动芯片供电,再降到 5V给系统MCU供电(表4 三端稳压器选型表)。

BL78L05D 三端稳压器:

l  高耐压:42V Max;

l  高精度:±2% Typ;

l  输出电流:100mA;

l  过热保护;

l  封装形式:SOT89-3,SOP8,TO-92;

表4 三端稳压器选型表

三端稳压器选型表


型号

VIN Max

(V)

Vout

(V)

Iout
 
(MA)

IQ typ

(mA)

输出精度

封装

备注

BL78L05D

42

5

100

3

±2%

SOT89-3 SOP8   TO-92


BL78L05G

42

5

100

3

±2%

SOT89-3

工业级(125℃)

 

5.  液晶驱动

高端车型的中控仪表盘显示内容较多,一般会采用单独的液晶驱动芯片。上海贝岭为客户提供多种输出段位的产品选择(表5 液晶驱动选型表)。

液晶驱动:

l  内置震荡电路、外围简单;

l  低功耗设计;

l  VDD电压范围:2.5~5.5V;

l  良好的EMC性能;

表5 液晶驱动选型表

液晶驱动芯片选型表

型号

输出段位

IDD

Power Saving

IDD

Normal Mode

通讯接口

工作电压(V)

封装

兼容型号

BL55072A

4x36 SEG

7.5uA@3.3V

10uA@5V

Two-wire Serial

2.5~5.5

TSSOP48

BU9792

BL55077

4x40 SEG

9uA@3.3V

25uA@5V

Two-wire Serial

2.5~5.5

LQFP64

PCF8576

 

6.  锂电池充电芯片

部分电动自行车的防盗通信模块需要断电工作,一般使用锂电池供电(表6 锂电池线性充电芯片选型表)。

锂电池线性充电芯片:

l  防电池反接保护功能(部分型号);

l  高输入耐压,芯片过热保护;

l  电池温度监测(部分型号);

l  多种充电截止电压、封装可选;

表6 锂电池线性充电芯片选型表

锂电池线性充电芯片选型表

型号

充电截止电压

(V)

过压保护typ

(V)

耐压

(V)

充电电流 Max

(mA)

防电池反接保护

电池温度监测

封装形式

BL4054B

4.2

7  

10

800

-

-

SOT23-5

ME4057

4.2/4.34/4.4

-

6.5

1000

ESOP8

ME4084

4.2

6.5

24

600~1000

SOT23-5/6

DFN2*2

ESOP8

 

7.  MOSFET

电动自行车的系统供电范围宽,电机功率覆盖面广。在BMS和驱动器中,上海贝岭可根据客户的实际电压、电流应用需求提供多款性价比高的SGT MOS供选择(表7 MOSFET选型表)。

SGT MOS优势:

l  通态电阻RDS(on) 低;

l  Vth一致性高;

l  EAS性能好,抗雪崩能力强;

l  极低的QG

表7 SGT MOS选型表

SGT MOS选型表

型号

耐压

(V)

RDS(on) Typ

(mΩ)

RDS(on) Max

(mΩ)

Vth Typ

(V)

Crss

(pF)

QG

(nC)

封装

BLP02N08-T

85

1.2

1.5

3

472

240

TOLL8

BLP02N08-B

85

1.6

2.0

3

472

240

TO263

BLP03N08

85

2.3

3.0

3

152

138.3

TO263   TO220

BLP04N08

85

3.0

3.6

3

97

124

TO263 TO220

BLP05N08G

85

4.4

5.0

3

15

80

TO263 TO220

BLP05N08G-Q

85

4.4

5.0

3

15

80

PDFN 5*6

BLP065N08G

85

5.4

6.5

3

11.7

61.2

TO263 TO252   TO220

BLP055N09G

90

5.0

5.5

3

25.7

69.7

TO220

BLP023N10G-T

100

1.4

2.0

3

328

224

TOLL8

BLP023N10

100

1.8

2.3

3

328

224

TO263 TO220

BLP03N10

100

2.7

3.0

3

110

131

TO263 TO220

BLP045N10

100

3.6

4.5

3

124

102

TO263 TO220

 

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