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  上海贝岭芯片的移动户外电源方案设计           ★★★
上海贝岭芯片的移动户外电源方案设计
作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数: 更新时间:2023/6/11 19:44:21

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  储能和户外电源刚刚起步,还有广阔成长空间。近年全球自然灾害频发,火山、暴风雪等极端天气导致电力供应中断,且最近国际冲突形势加剧,居民都需常备应急储能电源。同时,生活水平较高的地区,人们户外出游也需要储能电源,给手机电脑及其他电器供电。大湾区产生了一大批户外电源供应商,出货量近年来出现了井喷之势。

  由上图可知,户外电源主要由七部分组成,分别是电池管理系统部分,交流220V电源部分,Type-C接口电源部分,USB-A接口电源部分,12V车充电源部分,液晶显示部分,充电器部分,下面针对这七个部分,分别介绍一下。

  该户外电源由3串20并18650锂电池组供电,电池电压为9-12.6V,电池保护电路主要由锂电池保护芯片和MOS管组成。锂电保护芯片可以采用上海贝岭的3/4/5节锂电池保护IC ME4213,MOS管可采用上海贝岭的TrenchMOSFETs BLM03N03-D。

  该部分实现把电池电压转变成220V 50Hz纯正弦交流电,交流220V电压的产生方式是先升压再逆变。

  升压:把电池电压(3-12.6V)升压到直流400V,升压部分电路主要由推挽PWM控制芯片和MOS管组成,MOS管可采用上海贝岭的Trench MOSFETs BLM04N06-P。升压部分的反馈环路可以采用贝岭的可调基准电压源ME431B。

  SPWM逆变:把400V直流逆变成220V(50Hz)正弦交流,该电路主要由SPWM控制芯片、半桥驱动芯片和MOS管组成,半桥驱动芯片可采用贝岭的半桥栅极驱动BL8601,MOS管可采用上海贝岭的Planar MOSFETs BL20N65-A。SPWM控制芯片和半桥驱动芯片的供电可以采用上海贝岭的三端稳压器:BL317B和BL78L05。

  该部分实现把电池电压转成5V(3A)、9V(3A)、12V(3A)、15V(3A)、20V(3A)(MAX 60W),用来给手机充电,可根据插入手机的不同,产生不同的充电电压,实现快速充电功能。主要用到的芯片有升降压控制器、快充协议和MOS管,MOS管可采用上海贝岭的Trench MOSFETs BLM80N03-D和BLM10P03。

  该部分实现把电池电压转成12V(10A),可以用来在户外给汽车电瓶充电,防止汽车因为电瓶没电打不着而抛锚,主要用到的芯片有升降压芯片和MOS管,MOS管可采用上海贝岭的Trench MOSFETs BLM80N03-D。

  该部分实现输入、输出功率以及电池电量的显示,主要用到的芯片有MCU、液晶驱动,液晶驱动可以采用上海贝岭的LCD Driver (140 Display Units) BL55070。

  充电器输入为交流100-240V,输出为直流14.4V 5A,用来给锂电池组充电。可以采用反激电源方案,初级采用贝岭电流模式准谐振 PWM 控制器ME8206和Planar MOSFETs BL12N65,次级可采用贝岭同步整流控制器ME8415和SGT MOSFETs BLP045N10-P,输出可以采用贝岭的恒压恒流控制器ME4313,实现稳压限流功能。

  需要指出的是,户外电源方案有多种,不同方案所用芯片也不尽相同。以某款1200W户外电源为例,该户外电源采用双向逆变方案。内部由三块电路板组成,分别是双向逆变模块、快充面板、电池组,每块板子都有MCU,MCU之间需要通讯,高压板和低压板之间的通讯还需要进行隔离。MCU之间通讯可以采用贝岭BL3085(I47),隔离可采用贝岭四通道数字隔离器BL7140WL。有些户外电源还需要测量并显示逆变器部分用电量,这时可采用贝岭免校准电能计量芯片BL0942。

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