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●走中国特色的新能源汽车发展之路




http://www.cqezf.cn        2011年10月18日


   

    为实现高效、生态型绿色城市发展,在日前发布的“十二五”绿色北京发展建设规划中,重点鼓励使用绿色交通工具出行,加大公交、环卫、出租等公共服务领域新能源汽车推广力度,并积极鼓励个人购买新能源汽车。可见,新能源汽车对我国生态城市发展、节能减排以及能源安全有着重要意义。陈光祖,这位中国汽车产业发展的见证者和亲历者,对我国新能源汽车产业的发展表达了自己的独到见解。
    新能源汽车减碳任重而道远
    陈光祖说,目前我国电动汽车和混合用电车的电力供应,约78%还是依靠煤电供应,这就意味着传统汽车的尾气排放污染被转移到了发电厂,在这个过程中发生了污染转移。电动汽车虽然做到了节能减排,但从循环经济意义上看,却是一种污染的转移。所以,追根溯源就是新能源汽车的供给能源也需要改造。因此在真正节能减排的角度看来,需要新能源和新能源汽车配合起来进行改造,同时并举的向低碳方向发展,才会收到良好的效应。
新能源汽车应整体产业链齐提速
   “我国新能源汽车在技术上与国外有明显差距,电动汽车主要零部件中的电池、隔膜、电解液等都依赖进口”,陈光祖说,“而国内的研发还处于初级阶段,很多车企并没有自己的核心技术,只是将零部件进口组装成为整车,这种情况下单单追求汽车数量的“大跃进”思路是不可取的。”要想真正实现新能源汽车的发展,陈光祖的建议是,应把整个汽车产业链建立起来,从技术研发到政策支持方面都重视起来,早日实现真正的汽车产业化和规模化发展。研究制定出针对我国国情的新能源汽车发展方针,走出有中国特色的新能源汽车发展之路。
欧洲前装市场主流方案
    目前MCU+MCP1630方案应用在欧洲应用相当广泛,占欧洲前装市场70%以上的市场,主要应用在大灯(远光灯)、尾灯、闪灯等应用,该芯片以其高可靠性能,高效率,灵活的功能,高性价比在汽车电子LED驱动应用中树立了很好的口碑,为国外一些大厂商LED驱动的首选,同时,随着用量的不断增大,MCP1630成本优势也在越来越明显,完全可以在中低端车型中应用,更好地解决LED驱动中的热管理、效率、产品一致性等问题。
    MCP1630是可用来开发智能电源的一种高速脉宽调制器。MCP1630在峰值电流模式下可以达到1MHz频率,CMOS输出驱动器可以直接控制MOSFET驱动器或者低端N沟道MOSFET,可提供外部参考电源,灵活实现输出电压及电流调节设置;内部高速比较器,高速带宽/误差放大器可以实现更快更精确的电流检测,同时集成了过温保护、欠压锁定功能,更好地实现更好的热管理。当与单片机配合,它可以通过控制电源系统的占空比以提供稳定的输出电压或电流。单片机则用来调整输出电压或电流、开关频率、最大占空比以及可提高电源系统智能化和可调节性的其他特性。
在LED驱动系统中,如果电源电压超出总LED电压,就需要降压转换器。如果LED组的电压超出电源电压,就需要升压转换器。在汽车电源系统中,LED电压可能高于或低于电源电压,这样,就应该采用降压/升压或单端初级电感转换器(SEPIC)等电源拓扑技术。MCP1630能实现以上各种拓扑设计需要。同时秉承Microchip产品的一贯作风(高稳定性和产品一致性),使LED的生产成本和质量都得到提高。下面就以Microchip公司的高速PWM芯片MCP1630为例,通过SEPIC拓扑结构去阐述该方案的在汽车电子应用中的适用性。
    Microchip推出了采用PIC12F1823+MCP1630的SEPIC拓扑的针对汽车尾灯/闪灯应用DEMO,可实现+9V到+16V的输入电压,最高输出电压达到55V@350mA,驱动10个1.5WLED灯,同时实现分级调光、欠压、过温保护等功能,转换效率达85%以上。
    该应用中MCP1630能够使LED的负载电流在各种因素的影响下都控制在预先设计的水平上,电路将一个基准电压或电流信号Vref与LED负载电压或电流信号FB送入信号控制模块中进行比较,误差信号经处理后送回初级控制IC中进行处理,当负载电流因各种因素而产生变化时,初级控制IC可以通过控制开关使负载电流回到初始设计值上。通过反馈及过温检测,可以很好实现热管理。
    在所采用的拓扑上,SEPIC转换器的效率虽然不如降压稳压器或升压稳压器,但它也有其优点,SEPIC同时拥有升压及降压的能力,特别适合汽车在冷启动的时候,电压有可能低至4.5V左右,而另一方面,在汽车过载等情况下电压会突升到40V以上的突升突降应用,另一个极受汽车应用关注的优点在于其电路中间的电容器,它可为输入与输出之间提供非常有效的隔离。当然SEPIC转换器还有一个明显的缺点是需要两个电感器才能运作。本应用中将两个电感以同心圆方式缠绕成对立的两个分离组件,既节约成本又节约体积。同时MCP1630在峰值电流模式下由于有高速比较器的存在,可以在12ns内快速响应,实现快速高精度的电流闭环。同时PIC12F1823通过AD检测也能实现电压检测,实现高效率控制。
    除了可以作为SEPIC拓扑应用,MCP1630同样可以应用于单独的升压/降压电路中,主要应用于汽车头灯与日间行车灯等,可以实现LED串联,实现更高效控制应用.
    除了MCP1630应用,Microchip还推出了低成本MCU集成式LED驱动应用方案,如PIC12HV615,PIC16HV785,其内部集成了高压稳压器、高速硬件PWM模块、比较器、ADC、运放、电压基准等等,可以实现升压或者降压控制,应用于车载设备背光源、仪表背光源、刹车照明灯等小功率应用中,将传统CCFL背光转成LED背光。MCU的丰富资源可以实现更多的智能化功能,高度集成的应用降低了成本,也简化了设计,节约了空间,同样有助于克服热管理,提高效率。但是该应用目前还不太适合在大功率应用中。



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