用光電耦合器隔離高電壓改善電動車鋰離子電池組的安全性
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為了符合汽車應用環(huán)境的嚴格規(guī)范要求，Avago提供了多個系列的光電耦合器產(chǎn)品，可以應用在電池組的電壓感應上，帶來數(shù)據(jù)通信接口和其他應用的安全隔離，表1提供符合各種汽車應用環(huán)境的光電耦合器產(chǎn)品。
表1：各種光電耦合器合適的汽車應用
汽車用光電耦合器
舉例來說，Avago的ACPL-M43T光電耦合器就提供了電池接口控制模塊電路板需要的隔離功能，作為AvagoR2Coupler系列的一員，ACPL-M43T是一款采用緊湊5引腳SO-5 JEDEC封裝，適合表面貼裝應用的車用級單通道數(shù)字光電耦合器。除了強化絕緣能力外，Avago的R2Coupler產(chǎn)品使用雙線來強化關鍵的功能連接，如圖2。另外，密封型光電耦合器展現(xiàn)了更強的可靠性和更廣的工作溫度范圍，大幅度超越使用消費類等級LED的光電耦合器產(chǎn)品。專門面向汽車應用設計，Avago的產(chǎn)品使用車用級LED，通過符合ISO/TS16949的質(zhì)量系統(tǒng)進行制造，并符合AEC-Q100規(guī)格要求。
圖2：對于車用級R2Coupler產(chǎn)品如ACPL-M43T光電耦合器，Avago使用雙線強化關鍵功能連接。(圖中高亮顯示)
這個器件非常適合電動車電池組的要求，提供包括567V連續(xù)工作電壓，6000V最高瞬態(tài)過電壓、5mm爬電距離和5mm電氣間隙等規(guī)格，在10mA順向輸入電流時，不管是邏輯高電平或低電平輸出都具有30kV/μs的共模瞬變抗擾度，可以降低其他汽車子系統(tǒng)變化進入CAN傳輸線網(wǎng)絡的機會。
ACPL-M43T的1M波特率對于這類設計已經(jīng)非常足夠，另外，采用的集電極開路輸出也可以允許設計工程師調(diào)整輸出壓擺率來降低可能來自于其他零組件，包括CAN收發(fā)器等快速開關時間的電磁輻射，盡管CAN物理層傳輸協(xié)議自帶相對較低的EMI。
在電池接口模塊電路板中，ACPL-M43T位于通信區(qū)的邊緣，通過更深層電路板中的接地面屏蔽進一步把它和高電壓感應子系統(tǒng)隔離，隔離接口提供三個獨立ACPLM43T光電耦合器給三個由感應電路發(fā)出的連接線，特別是CAN發(fā)射輸出引腳，微控制器的CAN接收輸入引腳和微控制器的高電壓故障信號。微控制器的CAN發(fā)射引腳輸出通過電路板的屏蔽信號層到達ACPLM43T的陽極，提供嵌入式LED能量，造成輸出引腳Vo的狀態(tài)變化，如圖3，接著已隔離信號被送到電池接口
模塊的通信輸出級電路。
光電耦合器在全電動和混合動力汽車電子系統(tǒng)中扮演了非常重要的角色，提供信號隔離、高噪聲抑制能力和系統(tǒng)保護，避免高電壓進入可能對駕駛或乘員帶來傷害或電擊的路徑，Chevy Volt電動車只是光電耦合器如何應用于協(xié)助電池組管理的一個實際范例。
圖3：Avago的ACPL-M43T光電耦合器可以用來隔離微控制器和CAN收發(fā)器間的信號。
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