Convertidor CC/CC y OBC HEV/EV

Reduzca el tiempo de carga y diseñe convertidores CC/CC y sistemas de carga integrados más pequeños, más eficientes y que cumplan con la seguridad.

A medida la arquitectura de los vehículos eléctricos (EV) evoluciona, los cargadores integrados y los convertidores CC/CC están pasando de diseños con discretas unidades de control electrónico (ECU) a diseños de "cajas combinadas" integradas de forma mecánica o eléctrica. Estos tipos de arquitectura avanzada requieren controladores digitales en tiempo real para crear topologías de potencia sofisticadas. Nuestros microcontroladores (MCU) en tiempo real funcionan con nuestro controlador de compuerta aislado, fuente de polarización y tecnología de detección para que lo EV se carguen de manera rápida y eficiente, y permitir una conversión CC/CC de alta tensión a baja tensión.

¿Por qué elegir TI para los sistemas de cargadores integrados y convertidores CC/CC?

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Habilitar funciones y arquitecturas avanzadas

Alcance niveles de potencia más altos; para ello, habilite funciones avanzadas, como el flujo de energía bidireccional y los sistemas de propulsión integrados, con nuestra amplia gama de MCU en tiempo real y tecnología analógica.

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Mejore la densidad de potencia y reduzca el tamaño del sistema

Nuestros dispositivos de gestión de alimentación permiten la conmutación a frecuencias más altas, incluso en el caso de las topologías de última generación más avanzadas, lo que genera una mayor densidad de potencia.

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Mejorar la seguridad y la fiabilidad

Obtenga la certificación ISO 26262 de manera eficiente con la ayuda de dispositivos compatibles con la seguridad funcional de TI y dispositivos con capacidad para la seguridad funcional de TI, documentación disponible y el asesoramiento de nuestros expertos en seguridad.

Tecnologías de apoyo

MCU de control en tiempo real

Los avances en el control en tiempo real han mejorado la capacidad de procesamiento y el rendimiento de los sensores y los accionamientos. El resultado es una mayor precisión y eficiencia para que los vehículos sean más asequibles.

Ventajas: 

  • Tamaño y peso reducidos: los bucles de control de latencia corta y los PWM de alta resolución permiten frecuencias de conmutación más altas, lo que reduce el tamaño físico y el peso de los componentes pasivos y los dispositivos magnéticos.
  • Densidad de potencia y eficiencia mejoradas: aproveche los semiconductores de nitruro de galio y carburo de silicio de banda ancha (WBG), que requieren frecuencias de conmutación de 100 kHz a 1 MHz.
  • Integración de sistemas para reducir costes: los núcleos y componentes periféricos permiten topologías avanzadas de alimentación y admiten la integración de múltiples conversiones de potencia en un solo MCU.
Recurso
Diseño de referencia de cargador de a bordo de 7.4 kW con PFC de tótem CCM y CC/CC CLLLC
Este diseño de referencia OBC bidireccional consta de una etapa de potencia de corrección del factor de potencia sin puente en modo tótem con modo de conducción continua intercalada y una etapa de potencia CC/CC CLLLC controlada por un MCU para control en tiempo real.
White paper
Achieving High Efficiency and Enabling Integration in EV Powertrain Subsystems (Rev. A)
En este documento se analizan los desafíos comunes de control de los cargadores integrados y los convertidores dc/dc de alto voltaje a bajo voltaje, junto con los beneficios de las MCU en tiempo real C2000™ en estos subsistemas. 
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Technical article
How MCUs can unlock the full potential of electrification designs
Descubra cómo los MCU en tiempo real de alto rendimiento pueden ayudar a que los motores sean más compactos y ligeros, aumentar la autonomía de los vehículos eléctricos y proporcionar ahorros adicionales de tamaño y costos.
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Featured products for MCU
TMS320F280039C-Q1 ACTIVO MCU C2000™ de 32 bits para automoción con 120 MHz, Flash de 384 KB, FPU, TMU,
TMS320F28386D-Q1 ACTIVO MCU C2000™ de 32 bits para automoción con gestor de conectividad, C28x+CLA CPU x2, Flash de 1.5 MB,
AM2634-Q1 ACTIVO Microprocesador (MCU) Arm® Cortex®-R5F de 4 núcleos a 400 MHz con control y seguridad en tiempo real

Drivers de compuerta aislados

Un controlador de compuerta proporciona aislamiento galvánico entre la entrada y la salida y controla la etapa de corrección del factor de potencia de compuerta aislada controlada por transistor bipolar, de silicio o carburo de silicio.

Ventajas:

  • Mejora de la eficiencia del sistema: minimización de las pérdidas por conmutación y conducción, incluido el consumo de corriente de encendido/apagado.
  • Reducción del tamaño y el peso total del sistema: el aumento de las frecuencias de conmutación permite reducir notablemente la magnetización y el peso total del sistema, mientras que la implementación de un controlador de doble canal reduce el área total de la placa de circuito impreso y la lista de materiales, en comparación con las opciones de un solo canal.
  • Fiabilidad del sistema: el aislamiento galvánico y la alta inmunidad a los transitorios en modo común aumentan la resistencia del sistema a los transitorios y el ruido.
Application note
Optimizing On-Board and Wireless Charger Systems Using Logic and Translation (Rev. A)
Esta nota de aplicación proporciona soluciones de ejemplo a los retos de diseño habituales para la conversión eficiente de la tensión en los sistemas de carga a bordo que pueden resolverse utilizando la lógica y la implementación.
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White paper
A High-Performance, Integrated Powertrain Solution: The Key to EV Adoption (Rev. A)
En este documento se analizan las ventajas de las soluciones integradas de la cadena cinemática para acelerar la adopción de los vehículos eléctricos a través de la electrónica de potencia. La atención se centra en la implementación de interruptores semiconductores de banda prohibida ancha y controladores de compuerta aislados.
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White paper
Meeting the demand for more efficient and powerful onboard chargers (Rev. A)
Este informe trata sobre topologías avanzadas para soportar alta potencia con una densidad de potencia y eficiencia mejoradas.
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Featured products for Drivers de compuerta aislados
UCC21530-Q1 ACTIVO Automotive, 4A, 6A, 5.7kVRMS, isolated dual-channel gate driver with EN and DT pins for IGBT/SiC
UCC5350-Q1 ACTIVO Controlador de compuerta de canal único aislado ±5 A para automoción con abrazadera Miller o salidas
UCC21222-Q1 ACTIVO Controlador de puerta aislada de doble canal (4 A/6 A) y 3.0 kVrms, con pin de desactivación, tiempo

La solución de potencia de polarización adecuada

Optimice los costos al tiempo que mejora la densidad de potencia y la eficiencia de su diseño para cumplir los requisitos del sistema. Elija entre una gama de fuentes de alimentación de polarización con transistores de efecto de campo (FET) e imanes integrados, FET integrados e imanes externos, o FET externos e imanes externos.

Ventajas:

  • Densidad de potencia y eficiencia mejoradas en un tamaño reducido con inmunidad a transitorios en modo común >150 V/ns y reducción de interferencias electromagnéticas.
  • Seguridad funcional optimizada con cumplimiento de la norma 26262 de la Organización Internacional de Normalización y diagnóstico y protección a nivel de sistema.
  • Módulos de potencia protegidos con gran precisión de regulación de carga y rendimiento térmico.
White paper
Power Through the Isolation Barrier: The Landscape of Isolated DC/DC Bias Power (Rev. A)
En este documento se examinan las distintas fuentes de alimentación de polarización CC/CC aisladas para mover señales y corriente a través de la barrera de aislamiento.
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Application note
UCC14240-Q1 Simplifies HEV, EV, Bias Supply Design for Isolated Gate Drivers
Esta nota de aplicación presenta las ventajas de utilizar el UCC14240-Q1 para aplicaciones de polarización de controlador de compuerta aislado. Este documento se centra en las aplicaciones de automoción y en la facilidad de uso de una solución de alimentación de polarización totalmente integrada.
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White paper
Addressing High-Volt Design Challenges w/ Reliable and Affordable Isolation Tech (Rev. C)
Este documento ofrece una descripción general del aislamiento galvánico, explica los métodos de aislamiento habituales para sistemas de alta tensión y muestra cómo los diseñadores pueden cumplir los requisitos de aislamiento con nuestros circuitos de aislamiento integrados.
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Featured products for fuente de alimentación de polarización
SN6501-Q1 ACTIVO Controlador de transformador de bajo ruido, 350 mA, 410 kHz para fuentes de alimentación aisladas
UCC25800-Q1 ACTIVO Controlador de transformador EMI ultrabajo para fuentes de polarización aisladas
LM25118-Q1 ACTIVO Controlador elevador-reductor no síncrono con modo de corriente y entrada de tensión amplia de 3-42 

Detección de tensión y corriente

Obtenga mediciones de corriente y tensión precisas y de baja latencia con alta resistencia a transitorios en modo común y tensiones de funcionamiento, mejorando la eficiencia del sistema, la fiabilidad y el rendimiento de los sistemas de carga a bordo.

Ventajas:

  • El aislamiento capacitivo aumenta la seguridad y reduce los costos del sistema.
  • Gran ancho de banda para lograr un control y tiempos de respuesta más rápidos, lo que aumenta la fiabilidad del sistema y mejora el rendimiento.
  • Complejidad de diseño más sencilla, lo que elimina la necesidad de protección externa.
Analog Design Journal
Design considerations for isolated current sensing (Rev. A)
Este artículo trata sobre las consideraciones de diseño al seleccionar un amplificador aislado, como las especificaciones de aislamiento, la forma de alimentar el lado alto y la selección del rango de tensión de entrada.
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Application brief
Accuracy Comparison of Isolated Shunt and Closed-Loop Current Sensing
En este documento se compara la detección aislada en derivación y la basada en imanes para realizar una detección aislada de corriente para aplicaciones como cargadores a bordo, estaciones de carga de CC (columnas de carga), sistemas de conversión de corriente y accionamientos de motores.
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Featured products for detección
AMC3302-Q1 ACTIVO Amplificador aislado reforzado con detección de corriente de precisión para automoción, entrada de ±
TMCS1100-Q1 ACTIVO Sensor de corriente aislado de precisión AEC-Q100, ±600 V, con referencia externa
INA225-Q1 ACTIVO Amplificador AEC-Q100 de detección de corriente bidireccional de 36 V con ajustes de ganancia selecc

Eficiencia del diseño

Un diseño compacto y eficiente del filtro de entrada de interferencia electromagnética (EMI) es fundamental para aprovechar todos los beneficios de la electrificación. Los CI de filtro EMI activos reducen el componente magnético y el tamaño general del filtro en comparación con un diseño puramente pasivo.

Ventajas:

  • Integración más fácil del sistema: gracias a unas dimensiones más compactas y una carcasa más pequeña.
  • Menores pérdidas de potencia de los componentes: permite una mejor gestión térmica, mayor eficiencia, mayor vida útil de los componentes y mayor fiabilidad a nivel de sistema.
  • Reducción del peso de los componentes: proporciona una mayor estabilidad mecánica y un mayor rendimiento.
  • Características de alta frecuencia mejoradas: los inductores más compactos tienen una menor capacitancia parásita de entrelazado, lo que mejora la atenuación del filtro a altas frecuencias.
White paper
How Active EMI Power-Supply Filter ICs Mitigate Common-Mode Emissions
En este documento técnico se analizan los resultados medidos de un regulador CA/CC con corrección del factor de potencia (PFC) de 3.3 kW para ilustrar los beneficios de la mitigación de EMI y el ahorro de espacio en la placa.
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Artículo técnico
Cómo un IC de filtro EMI activo independiente reduce el tamaño del filtro de modo común
En este artículo se analiza cómo las aplicaciones con limitaciones de espacio pueden utilizar circuitos integrados para el filtro activo de la fuente de alimentación con el fin de reducir el tamaño de los componentes magnéticos y del filtro total.
Video
Los IC de filtro EMI activo para sistemas monofásicos y trifásicos mitigan la EMI de modo común, ahorran espacio y reducen los costos
Descubra cómo nuestra gama de productos de AEF independientes para la supresión del ruido en modo común reduce de forma eficaz el tamaño, el peso y el costo en sistemas monofásicos y trifásicos en comparación con un diseño de filtro pasivo tradicional.
Featured products for filtros EMI activos
TPSF12C1-Q1 ACTIVO Filtro activo EMI (AEF) de modo común automotriz para sistemas monofásicos
TPSF12C3-Q1 ACTIVO Filtro EMI (AEF) activo de modo común automotriz para sistemas trifásicos

Diseños de referencia relacionados con Convertidor CC/CC y OBC HEV/EV

Utilice nuestra herramienta de selección de diseños de referencia para encontrar los diseños más adecuados para su aplicación y sus parámetros.

Featured products

Microcontroladores en tiempo real C2000 TMS320F280037C-Q1 ACTIVO MCU C2000™ de 32 bits para automoción con 120 MHz, Flash de 256 KB, FPU, TMU, CLA, CLB, AES y CAN-FD
Drivers de compuerta aislados UCC21530-Q1 ACTIVO Automotive, 4A, 6A, 5.7kVRMS, isolated dual-channel gate driver with EN and DT pins for IGBT/SiC
Nuevo Sensores de corriente de efecto Hall TMCS1123 ACTIVO Sensor de corriente de efecto Hall con aislamiento reforzado de ±1300 V, 80 ARMS y 250 kHz con AFR,
Amplificadores aislados AMC1311-Q1 ACTIVO Amplificador aislado reforzado con detección de tensión de precisión para automoción, con entrada
Módulos de alimentación aislados (transformador integrado) UCC14240-Q1 ACTIVO Módulo CC-CC aislado de alta densidad de 2.0 W, entrada de 24 V, salida de 25 V, de > 3 k
Circuitos integrados de filtro de fuente de alimentación TPSF12C3-Q1 ACTIVO Filtro EMI (AEF) activo de modo común automotriz para sistemas trifásicos
28 APR 2021 | COMPANY BLOG
Integrating powertrain systems into a compact mechanical enclosure can lead to more affordable, more efficient electric vehicles (EVs)
Más información

Recursos técnicos

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Meeting the demand for more efficient and powerful onboard chargers (Rev. A)
Este informe trata sobre topologías avanzadas para soportar alta potencia con una densidad de potencia y eficiencia mejoradas.
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Achieving High Efficiency and Enabling Integration in EV Powertrain Subsystems (Rev. A)
En este documento se analizan los problemas de control habituales de los cargadores de a bordo y los convertidores CC/CC de alta a baja tensión, así como las ventajas de los microcontroladores C2000™ en tiempo real en estos subsistemas.
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White paper
White paper
Taking charge of electric vehicles – both in the vehicle and on the grid (Rev. A)
En este documento se analizan los cargadores de a bordo, su funcionamiento y la interacción de las estaciones de carga con los cargadores de a bordo y el EV BMS, así como varias implementaciones de arquitectura de suministro de energía.
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