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Verwendung spezieller Leistungswandler zur Überbrückung der Lücke zwischen den 12V- und 48V-Systemen in Kraftfahrzeugen

Von Steven Keeping

Zur Verfügung gestellt von Nordamerikanische Fachredakteure von Digi-Key

Da die Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor (ICE) zunehmend mit zusätzlicher Elektronik, Motoren und Aktuatoren ausgestattet werden, offenbart das herkömmliche geschlossene 12V-Kraftfahrzeugelektriksystem, das auf einer von der Lichtmaschine geladenen Blei-Säure-Batterie basiert, seine Grenzen. Wenn beispielsweise ein 12V-System verwendet wird, ziehen Hochleistungsanwendungen wie die elektrische Lenkung einen hohen Strom, was sperrigere und schwerere Kabelbäume erfordert. Dieses zusätzliche Gewicht wird bei einem modernen Fahrzeug, das mehrere Kilometer Verkabelung haben kann, erheblich.

Ein alternativer Ansatz verwendet Systeme mit höherer Spannung für die leistungshungrigen Anwendungen, um die Stromaufnahme zu senken und eine leichtere Verkabelung zu ermöglichen. Kommerzielle Implementierungen verfügen über ein konventionelles 12V-Netz, das durch ein 48V-System auf der Basis von Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ion) ergänzt wird. Das 12V-System wird für Anwendungen wie Motormanagement, Beleuchtung sowie Sitz- und Türverstellung verwendet, während das 48V-System die hohen Anforderungen von Funktionen wie elektrische Lenkung, Anlassen und Klimaanlage erfüllt.

Diese Hybrid-Automobilelektriksysteme bringen eine erhöhte Komplexität und damit neue Herausforderungen an das Design mit sich. Zu diesen Herausforderungen gehört vor allem das Management des gleichzeitigen Ladens und Entladens der beiden Batteriestromkreise, einschließlich der bidirektionalen Abwärts- (Buck) und Aufwärtsregelung (Boost) zwischen den Batterien.

Dieser Artikel beschreibt die Entwicklung der dualen 12/48-V-Kfz-Bordnetze und erläutert die Vorteile der neuen Systeme. Anschließend wird untersucht, wie bidirektionale 12/48V-Spannungsregler von Linear Technology und Texas Instruments eingesetzt werden können, um die Komplexität des Designs von Systemen mit zwei Spannungen zu vereinfachen. Der Artikel befasst sich auch mit den Vorteilen einer zukünftigen dezentralen 48-V-Fahrzeugtopologie und betrachtet einen für ein solches System geeigneten Buskonverter von Vicor.

Die Herausforderung des Übergangs zum 12/48-V-Design

Der Übergang zu 12/48-V-Systemen wird weitgehend durch die Notwendigkeit gefördert, Geräte mit hohem Stromverbrauch anzutreiben und gleichzeitig sicherzustellen, dass das Fahrzeug weiterhin strenge Sparsamkeits- und Emissionsvorschriften erfüllt. Zum Beispiel reduziert der Wechsel von mechanischem zu elektrischem Antrieb für Dinge wie Lenkung oder Kompressoren die Reibungsverluste drastisch und reduziert den Kraftstoffverbrauch. Einigen Automobilherstellern zufolge führt ein 48-V-Elektrosystem zu einem um 10 bis 15 Prozent geringeren Kraftstoffverbrauch und einer proportionalen Reduzierung der Schadstoffemissionen. Die 12-V-Seite des Systems wird wegen der großen Menge an 12-V-Altgeräten, die noch jahrelang in Autos eingebaut werden, weiterhin benötigt.

Die 12/48-V-Konfiguration besteht aus zwei getrennten Zweigen: Der traditionelle 12-V-Bus verwendet eine herkömmliche Bleibatterie für konventionelle Lasten, während das 48-V-System, das von einer Lithium-Ionen-Batterie gespeist wird, die schwereren Lasten unterstützt. Zwar sind zwei getrennte Ladestromkreise erforderlich, um der Elektrochemie der jeweiligen Batterien gerecht zu werden, aber es muss ein Mechanismus vorhanden sein, der es ermöglicht, die Ladung zwischen ihnen zu bewegen, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Batterie oder eines der von ihr betriebenen Systeme beschädigt wird. Es muss auch ein Mechanismus vorhanden sein, der im Überlastfall zusätzliche Leistung für die andere Spannungsschiene bereitstellt.

Eine neu vorgeschlagene Automobilnorm - LV 148 - beschreibt die Kombination des 48-V-Bus mit dem bestehenden automobilen 12-V-System. Das 48-V-System umfasst einen integrierten Startergenerator (ISG) oder Riemenstartgenerator und die Lithium-Ionen-Batterie. Das System ist in der Lage, Dutzende von Kilowatt (kW) zu liefern und richtet sich sowohl an konventionelle Autos als auch an Hybrid-Elektro- und Mild-Hybrid-Fahrzeuge.

Die Entwicklung eines 12/48-V-Systems ist eine Herausforderung, da es ein sorgfältiges Management der Stromübertragung von der 48-V-Schiene des Fahrzeugs auf die 12-V-Schiene und zurück erfordert. Eine Möglichkeit ist die Verwendung eines Abwärtswandlers für die Spannungsabsenkung, während die Leistungsübertragung in der entgegengesetzten Richtung mit einem Aufwärtswandler erfolgen könnte. Aber das Design in separaten DC/DC-Wandlern nimmt wertvollen Platz auf der Leiterplatte ein und erhöht die Systemkosten und -komplexität.

Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung eines einzigen, bidirektionalen abwärts-/aufwärtswandelnden DC/DC-Wandlers, der sich zwischen den 12- und 48-V-Batterien befindet. Ein solcher Wandler kann entweder zum Laden der Batterien oder zur Stromversorgung der verschiedenen elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs verwendet werden (Abbildung 1).

Diagramm der bidirektionalen StromversorgungAbbildung 1: Eine bidirektionale Stromversorgung kann verwendet werden, um den Strom zwischen den 12-V- und 48-V-Stromkreisen von elektrischen Systemen in Kraftfahrzeugen zu verwalten. (Bildquelle: Texas Instruments)

Bidirektionale Stromregler

Energiemanagement-Komponenten für 12/48-V-Systeme werden so ausgelegt, dass sie der Norm LV 148 entsprechen. Dies stellt besonders hohe Überspannungsanforderungen an die Chips. Die Norm erlaubt es, dass die maximale Spannung auf einer 48-V-Schiene für mindestens 40 Millisekunden (ms) bis zu 70 Vs erreicht und dass das System während eines solchen Überspannungsereignisses ohne Leistungsverlust funktionsfähig bleibt. Für Halbleiterhersteller bedeutet dies, dass alles, was mit der 48-V-Schiene des Fahrzeugs verbunden ist, am Eingang 70 Vs standhalten muss (zuzüglich einer Sicherheitsmarge, so dass die Gesamtanforderung bis zu 100 Vs beträgt).

Linear Technology's LT8228, ein bidirektionaler synchroner Konstantstrom- oder Konstantspannungs-Abwärts- oder Aufwärtsregler für 100 V (siehe Digi-Key-Fachartikel Spannungs- und Stromregelung für die PWM-Signalerzeugung in DC/DC-Schaltreglern) mit einem unabhängigen Kompensationsnetzwerk, ist ein Beispiel für eine bidirektionale Stromversorgung, die den Spezifikationen der Norm LV 148 entspricht.

Der Controller benötigt zwei Eingänge: V1, eine 24 bis 54 V Versorgung von der Lithium-Ionen-Batterie; und V2, einen 14 V Eingang von der Blei-Säure-Batterie (Abbildung 2). Die Ausgangsspannungen betragen 48 Vs bei 10 Ampere (A) im Boost-Modus und 14 Vs bei 40 A im Buck-Modus. Der Chip kann sowohl an den Ein- als auch an den Ausgängen 100 Vs standhalten. Der Betriebsmodus wird extern von einem Mikrocontroller über den DRXN-Pin gesteuert oder automatisch ausgewählt.

Schaltbild der bidirektionalen Stromversorgung LT8228 von Linear TechnologyAbbildung 2: Die bidirektionale Stromversorgung LT8228 von Linear Technology bietet bis zu 100 V für die Aufwärts- oder Abwärtswandlung und erfüllt die Spezifikationen nach LV 148. (Bildquelle: Linear Technology)

Eingangs- und Ausgangs-MOSFETs schützen vor negativen Spannungen, steuern Einschaltströme und bieten unter Fehlerbedingungen, z.B. beim Schalten von MOSFET-Kurzschlüssen, eine Isolierung zwischen den Anschlüssen. Im Buck-Modus verhindern die Schutz-MOSFETs an der Klemme V1 (24 V bis 54 V Eingang) eine Rückstrom. Im Boost-Modus regulieren dieselben MOSFETs den Ausgangs-Einschaltstrom und schützen sich mit einem einstellbaren Timer-Schutzschalter. Interne und externe Fehlerdiagnose und -benachrichtigung sind über dedizierte Pins verfügbar.

Texas Instruments (TI) bietet ebenfalls einen LV148-kompatiblen bidirektionalen Zweikanal-Stromregler mit hoher Leistung, den LM5170. Das Bauteil verwaltet die Stromübertragung zwischen einem Hochspannungsanschluss (HV-Anschluss) (angeschlossen an die 48-V-Li-Ionen-Batterie) und einem Niederspannungsanschluss (LV-Anschluss) (angeschlossen an die 12-V-Bleibatterie). Unabhängige Freigabesignale aktivieren jeden Kanal des Dual-Controllers.

Die zweikanaligen Differenzstrommessverstärker und dedizierten Kanalstrommonitore erreichen eine typische Genauigkeit von 1 Prozent. Die robusten 5-A-Halbbrücken-Gate-Treiber sind in der Lage, parallele MOSFET-Schalter mit einer Leistung von 500 Watt oder mehr pro Kanal zu steuern. Der Regler kann im diskontinuierlichen Modus betrieben werden, um den Wirkungsgrad unter Bedingungen mit geringer Last zu verbessern (siehe technischer Artikel von Digi-Key, Der Unterschied zwischen dem kontinuierlichen und diskontinuierlichen Modus des Schaltreglers und warum es wichtig ist) und er verhindert auch negativen Strom. Zu den Schutzfunktionen gehören die zyklusweise Spitzenstrombegrenzung, Überspannungsschutz für 48- und 12-V-Batterieschienen, Erkennung und Schutz von MOSFET-Schalterausfällen und Übertemperaturschutz.

Der LM5170 verwendet eine Durchschnittsstromregelung, die die Kompensation vereinfacht, indem sie den Nullpunkt der rechten Halbebene im Boost-Betriebsmodus eliminiert und eine konstante Schleifenverstärkung unabhängig von den Betriebsspannungen und dem Lastpegel beibehält.

Die bidirektionalen Stromregler von Linear Technology und TI enthalten Funktionen, die den Entwurf von Energiemanagement-Schaltungen in dualer 12/48-V-Automobilelektronik vereinfachen. Beispielsweise ermöglichen die Komponenten die Verwendung der gleichen externen Leistungskomponenten, unabhängig davon, ob die Spannung der einen Batterie erhöht oder die Spannung der anderen reduziert wird. Dies spart Platz und Kosten und erleichtert die Komplexität der Schaltung. Nichtsdestotrotz muss die Wahl dieser externen Komponenten sorgfältig getroffen werden.

Entwurf von Anwendungsschaltungen

Die Auswahl des externen Bauelements bei Verwendung des LT8228 (sowie des TI-Bausteins) folgt typischerweise derjenigen für ein gutes Schaltregler-Design. Zum Beispiel werden die Schaltfrequenz (fSW) und der Induktivitätswert (L) gewählt, um den Wirkungsgrad, die physikalische Größe und die Kosten zu optimieren. Ebenso werden der Induktivitäts-Strommesswiderstand, RSNS2, zusammen mit seinen Eingangsverstärkungswiderständen, RIN2, für die Induktivitäts-Spitzenstromgrenze, den Wirkungsgrad und die Strommessgenauigkeit ausgewählt (Abbildung 3).

Blockschaltbild des LT8228 von Linear Technology (zum Vergrößern anklicken)Abbildung 3: Blockschaltbild des LT8228 von Linear Technology mit externen Komponenten, die für eine typische Anwendung erforderlich sind. (Bildquelle: Linear Technology)

Der Kondensator CDM2 wird gewählt, um die Welligkeit der Buck-Eingangs- und der Boost-Ausgangsspannung zu begrenzen; in ähnlicher Weise wird der Kondensator CDM4 gewählt, um die Welligkeit der Boost-Eingangs- und der Buck-Ausgangsspannung zu begrenzen. Der Kondensator CDM1 am V1D-Pin wird zur Umgehung des Rauschens verwendet. Die Dämpfungskondensatoren CV1 und CV2 werden mit ihrem äquivalenten Serienwiderstandswert (ESR) ausgewählt, um die Resonanz aufgrund der Reihenleiterinduktivität zu reduzieren, die an V1 bzw. V2 angeschlossen ist.

Die Kompensationen für die Buck- und Boost-Regelkreise werden so gewählt, dass Bandbreite und Stabilität optimiert werden. Weitere Informationen zur Konstruktion mit Schaltspannungsreglern und -controllern finden Sie in den Digi-Key-Fachartikeln: Konstruktionskompromisse bei der Auswahl eines Hochfrequenz-Schaltreglers, Verständnis der Schaltregler-Regelschleifenreaktion und Schaltregler mit niedriger EMI zur Optimierung hocheffizienter Leistungsentwürfe verwenden.

Nach der Auswahl von Komponenten, die guten Designprinzipien für ein Schaltregler-Design entsprechen, gibt es einige Komponenten, die speziell für die Anforderungen einer bidirektionalen 12/48-V-Automobilanwendung ausgewählt werden müssen.

So werden z. B. der Ausgangsstromgrenzwert für die Abwärtswandlung, der Eingangsstromgrenzwert für die Aufwärtswandlung und die V2-Stromüberwachung des LT8228 durch die Widerstände RSET2P, RSET2N bzw. RMON2 eingestellt. Als nächstes wird der V1-Strommesswiderstand, RSNS1 (oben links im Diagramm), zusammen mit seinen Eingangsverstärkungswiderständen RIN1 ausgewählt, um den Wirkungsgrad und die Strommessgenauigkeit zu optimieren.

Der LT8228 verwendet dieselbe Induktivität sowohl für den Abwärts- als auch für den Aufwärtsbetrieb. Im Buck-Modus ist der Induktorstrom der V2-Ausgangsstrom, und im Boost-Modus ist der Induktorstrom der V2-Eingangsstrom. Der maximale Induktorstrom in jeder Betriebsart kann aus den Gleichungen 1 und 2 berechnet werden:

Gleichung 1 und 2 Gleichungen 1 und 2

Dabei gilt:

ƒ = Schaltfrequenz

L = ausgewählter Induktivitätswert

IV2P(LIM) = Buck-Modus V2 Ausgangsstromgrenze

IV2N(LIM) = Boost-Modus V2 Eingangsstromgrenze

Der Spitzen-Induktorstrom sollte mindestens 20 bis 30 Prozent über dem höheren maximalen Induktorstrom des Abwärts- und Aufwärtsmodus liegen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die maximale Durchschnittsstromregelung in beiden Betriebsarten nicht durch die Begrenzung des Induktorspitzenstroms beeinflusst wird. Der Induktorstrom wird mit Hilfe von RSNS2 erfasst, das in Reihe mit dem Induktor geschaltet ist. Der Spitzeninduktorstrom IL(PEAK) wird erkannt, wenn ICSA2 typischerweise 72,5 Mikroampere (µA) erreicht.

Hohe Werte für RSNS2 (oben rechts) verbessern die Genauigkeit der Stromerfassung, während niedrige Werte für RSNS2 die Effizienz verbessern. Der Entwickler sollte den Wert von RSNS2 so wählen, dass die eingangsbezogene Offsetspannung von CSA2 die Genauigkeit der Stromabtastung nicht beeinträchtigt und gleichzeitig der Leistungsverlust über die Induktivität minimiert wird. Eine empfohlene Spannung über RSNS2 am Spitzeninduktorstrom liegt zwischen 50 und 200 MilliVs (mV).

Dann sollte der Entwickler RIN2 wählen, um den Grenzwert für den Induktorspitzenstrom gemäß der folgenden Formel einzustellen:

Gleichung 3 Gleichung 3

Nach der Einstellung des Induktorspitzenstrom-Grenzwertes werden der Boost-Ausgangsstromgrenzwert, der Buck-Eingangsstromgrenzwert und die V1-Stromüberwachung durch die Widerstände RSET1N, RSET1P bzw. RMON1 eingestellt. Kondensatoren parallel zu den Widerständen RSET werden gewählt, um die Stromgrenzen auf den durchschnittlichen Strom der Strommesswiderstände einzustellen.

Die Regelspannungs- und Überspannungsschwellen von V1D (der geregelte Ausgang im Boost-Modus) und V2D (der geregelte Ausgang im Buck-Modus) werden durch Auswahl der Widerstandsteiler an den Pins FB1 und FB2 eingestellt. Die Unterspannungsschwelle von V1 und V2 wird durch Auswahl der Widerstandsteiler zu den Pins UV1 und UV2 eingestellt.

Die externe Schaltung des LT8228 erfordert sechs Leistungs-MOSFETS (Abbildung 4). Diese sollten auf der Grundlage von Effizienzüberlegungen und Durchbruchspannung ausgewählt werden. Die begleitenden Schottky-Dioden (D2 und D3) sind optional und sollten nach Effizienzgesichtspunkten ausgewählt werden.

Schaltbild von Linear Technology: der LT8228 erfordert sechs externe N-Kanal-MOSFETsAbbildung 4: Der LT8228 benötigt sechs externe N-Kanal-MOSFETs: die V1-Schutz-MOSFETs M1A und M1B, die V2-Schutz-MOSFETs M4A und M4B, den oberen Schalt-MOSFET M2 und den unteren Schalt-MOSFET M3. (Bildquelle: Linear Technology)

Wenn der LT8228 im Abwärtsregler-Betrieb arbeitet, ist der schaltende MOSFET M2 der Hauptschalter und MOSFET M3 der Synchronschalter; V1D (der vom Aufwärtsregler zu regelnde Knotenpunkt, der sich direkt über und links neben dem DG1-Regler in Abbildung 3 befindet) ist die Eingangsspannung und V2D (der vom Abwärtsregler zu regelnde Knotenpunkt, oben rechts in Abbildung 3 - direkt links neben den Abwärtsregler-MOSFETs) ist die geregelte Abwärtsregler-Ausgangsspannung. Im Boost-Modus ist die Situation umgekehrt: M3 fungiert als Hauptschalter und M2 als Synchronschalter mit V2D als Eingangsspannung und V1D als Ausgangsspannung.

Während der Ausschaltzeit unterliegen beide Schalt-MOSFETs, M2 und M3, der maximalen Eingangsspannung (zuzüglich jedes zusätzlichen Klingelns am Schaltknoten) über ihrem Drain-Source-Pfad. Damit ist der wichtigste Parameter bei der Auswahl der Schalt-MOSFETs in Hochspannungsanwendungen die Durchbruchspannung (BVDSS).

Der Entwickler muss auch die Verlustleistung der MOSFETs berücksichtigen. Übermäßige Verlustleistung beeinträchtigt die Systemeffizienz und könnte die MOSFETs überhitzen und beschädigen. Die Schlüsselparameter bei der Bestimmung der Verlustleistung sind der Einschaltwiderstand (RDS(ON)), Eingangsspannung, Ausgangsspannung, maximaler Ausgangsstrom und Miller-Kapazität (CMILLER).

Eliminierung der 12V-Batterie

Die Ausgereiftheit und Zuverlässigkeit des auf 12V-Blei-Säure-Batterien basierenden Systems bedeutet, dass es in absehbarer Zeit nicht verschwinden wird. Aber die Automobilhersteller arbeiten bereits an Systemen für Neufahrzeuge, die ausschließlich über 48 V betrieben werden können (unter Verwendung von Batterien mit einer Spannung von 48 bis 800 V). Solche Systeme verwenden nicht isolierte und bidirektionale Wandler, die in der Lage sind, mehrere Kilowatt Leistung zu verarbeiten und sowohl konventionelle elektrische 12V-Geräte als auch die höheren Spannungseinheiten mit Strom zu versorgen.

Ein Beispiel für einen solchen Wandler ist der NBM2317S60E1560T0R von Vicor, ein nicht isolierter Wandler mit hohem Wirkungsgrad, der von einem 38V- bis 60V-High-Side-Spannungsbus betrieben wird, um eine Low-Side-Spannung von 9,5 Vs bis 15 Vs zu liefern. Das Bauteil bietet eine maximale Dauerausgangsleistung von 800 W bei bis zu 1 kW Spitzenleistung. Im Buck-Betrieb beträgt der Ausgangsstrom 60 A kontinuierlich und 100 A transient; im Boost-Betrieb sind es 15 A kontinuierlich und 25 A transient. Die Leistungsdichte der Komponente beträgt 274 Watt pro Kubikzentimeter (Watt/cm3). Die Spitzeneffizienz wird mit 97,9 Prozent angegeben.

Die Komponente misst 23 x 17 x 7,5 Millimeter (mm) und beansprucht damit weniger Platz als langsamere Schaltlösungen (unter 1 Megahertz (MHz)). Die Anzahl der benötigten externen Komponenten wird reduziert, da der Konverter keine externen Filter oder Massenkondensatoren benötigt. Es gibt auch kein Erfordernis für Hot Swap oder Einschaltstrombegrenzung.

Eine Möglichkeit, eine 12/48-V-Architektur zu implementieren, die von einer einzigen 48V-Batterie gespeist wird, ist eine zentralisierte Topologie. Diese Topologie stützt sich auf einen einzigen bidirektionalen Konverter mit großer Kapazität. Ein solches System hat mehrere Nachteile, darunter Herausforderungen beim Wärmemanagement, das Fehlen einer eingebauten Redundanz sowie die Kosten und das Gewicht verlängerter Kabelbäume, die für Anwendungen mit niedriger Spannung (12 V)/hohem Strom erforderlich sind.

Die Vicor-Komponente wurde entwickelt, um diese Probleme zu lösen, indem es eine dezentralisierte Architektur für ein 12/48-V-Elektrosystem ermöglicht. Redundanz wird durch den Einsatz mehrerer Wandler eingebaut, und 12V-Kabelbäume können verkürzt und damit wesentlich leichter gemacht werden. Darüber hinaus wird die Herausforderung des Wärmemanagements erheblich erleichtert. In einem zentralisierten System beispielsweise muss ein einzelner Konverter, der 3 kW Leistung liefert und mit 95 Prozent Effizienz läuft, 150 Watt abführen, größtenteils als Wärme. Im Vergleich dazu würde jeder der Wandler in einem verteilten System mit vier Komponenten, das 750 Watt bei 95 Prozent Effizienz erzeugt, 37,5 Watt verbrauchen. Während die Gesamtverluste gleich bleiben, wird die Temperatur der einzelnen Konverter erheblich reduziert (Abbildung 5).

Diagramm des hocheffizienten DC/DC-Wandlers NBM2317S60E1560T0R von VicorAbbildung 5: Hocheffiziente DC/DC-Wandler wie der NBM2317S60E1560T0R von Vicor ermöglichen ein 12/48-V-Automobilelektriksystem, das von einer einzigen 48-V-Batterie gespeist wird. In der hier gezeigten dezentralen Topologie wird das Wärmemanagement erleichtert und die 12V-Verkabelung kurz gehalten, wodurch das Gewicht reduziert wird. (Bildquelle: Vicor)

Vicor hat Entwicklern, die mit dem Design von 12/48-V-Systemen experimentieren möchten, das Leben erleichtert, indem es das Evaluierungsboard NBM2317D60E1560T0R für seine NBM2317-ICs eingeführt hat. Das Board ist in einer Buck-Topologie mit einem 38V- bis 60V-Eingang und einem einzelnen, nicht isolierten 13,5V-Ausgang vorkonfiguriert.

Fazit

Da sich elektrische Systeme in modernen Fahrzeugen immer weiter ausbreiten, wird das klassische 12V-Bordnetz zunehmend belastet. Die Einführung einer 48V-Systemalternative bietet eine höhere Leistung für den Betrieb von Systemen wie elektrische Lenkung und Aufladung bei gleichzeitiger Verringerung des Gewichts und der Kosten von Kabelbäumen.

Eine kurzfristige Umstellung auf ein einziges 48V-System ist jedoch wegen der Menge der in Fahrzeugen verwendeten 12V-Altgeräte nicht praktikabel. Die vorläufige Lösung besteht darin, 12V- und 48V-Systeme zusammen zu betreiben, jedes mit einer eigenen Batterie.

Das Leistungs- und Lademanagement dieser unterschiedlichen Spannungssysteme kann komplex sein, wenn für jedes dieser Systeme separate DC/DC-Wandler verwendet werden. Die Einführung bidirektionaler DC/DC-Wandler - die als Brücke zwischen den 12- und 48-V-Systemen fungieren können - vereinfacht das Design, senkt die Kosten und fördert die Akzeptanz in preisgünstigeren Fahrzeugen.

Empfohlene Literatur:

  1. Spannungs- und Stromsteuerung für die PWM-Signalerzeugung in DC/DC-Schaltreglern
  2. Der Unterschied zwischen kontinuierlichen und diskontinuierlichen Modi des Schaltreglers und warum es wichtig ist
  3. Konstruktionskompromisse bei der Auswahl eines Hochfrequenz-Schaltreglers
  4. Verständnis der Schaltregler-Regelkreisreaktion
  5. Schaltregler mit geringer EMI zur Optimierung hocheffizienter Leistungsentwürfe verwenden

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