È disponibile il primo controllore Pwm bidirezionale a 6 fasi progettato per eseguire conversioni di potenza in modalità buck e boost tra i bus a 12 e 48 V utilizzati nell’ambiente automotive. Un singolo dispositivo ISL78226 di Intersil è in grado di fornire fino a un massimo di 3,75 kW con un’efficienza di conversione superiore al 95% ed è anche in grado di integrarsi in un’architettura modulare di tipo master/slave al fine di fornire una potenza più elevata. Questo design innovativo consente ai progettisti di supportare la rapida adozione dei sistemi per la trasmissione della potenza ibridi a 48 V che consentono di ridurre sia le emissioni sia i consumi di carburante utilizzati nelle auto mild hybrid, dove cioè è presente un motore elettrico affiancato al motore a combustione interna.
Sistemi a 48 V per le auto ibride del futuro
Entro il 2020 i sistemi a 48 V contribuiranno a ridurre fino al 15% le emissioni di CO2, migliorare i consumi di carburante, catturare l’energia persa in fase di frenatura e fornire la coppia necessaria per implementare la funzione di start&stop dei veicoli mild hybrid. La rete di potenza a 48 V è necessaria per la gestione dei sistemi elettrici ad alta efficienza energetica della prossima generazione che richiedono una potenza maggiore rispetto a quella erogata dagli odierni sottosistemi a 12 V. Per ridurre il peso, molti sistemi meccanici/idraulici tradizionali come servosterzo, sistema per la stabilizzazione del rollio, apparati per il riscaldamento e il condizionamento utilizzeranno gli azionamenti a 48 V. Un nuovo turbocompressore elettrico fornirà potenza e coppia su richiesta, consentendo l’utilizzo di motori a combustione più piccoli ed efficienti. Un sistema di avviamento/generatore a elevata potenza sostituirà l’alternatore a 12 V, riducendo il rumore e le vibrazioni e permettendo al sistema di frenatura di recuperare una quantità di energia cinetica fino a 4 volte superiore. Il bus a 12 V e la batteria al piombo-acido a 12 V saranno utilizzati per i carichi ridotti, come l’accensione, l’illuminazione interna, i sistemi audio e di navigazione.
Un controllo che semplifica la progettazione
In precedenza i sistemi a 48 V richiedevano un processore Dsp corredato da un firmware complesso o controllori buck e boost separati abbinati a stadi di potenza e complesse logiche di commutazione. L’adozione di un controllore come l’ISL78226 permette di semplificare i progetti di sistemi a 48 V. Il controllore è in grado di reagire alle variazioni dei requisiti di carico aggiungendo o eliminando fasi in modo automatico per ottimizzare l’efficienza del sistema, e anche di gestire una brusca variazione nella direzione della conversione di potenza. Ad esempio, nel caso in cui il sistema di avviamento/generatore a 48 V si guasta mentre il veicolo è in movimento, l’ISL78226 inverte la direzione della conversione della potenza per permettere alla batteria da 12 V di alimentare i sottosistemi a 48 V, come il servosterzo, consentendo al guidatore di arrestare il veicolo in sicurezza. Il nuovo ISL78226 integra un’interfaccia PMBus digitale per il controllo del sistema, la telemetria e la diagnostica al fine di supportare i requisiti di sicurezza funzionale previsti dalle Iso26262. La modalità “limp-home mode” integrata riduce la potenza nel caso si verifichino guasti o malfunzionamenti, consentendo al guidatore di far ritorno a casa.
