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      上海貝嶺芯片在移動(dòng)戶外電源上的應(yīng)用

      發(fā)布時(shí)間:2023-10-29 來(lái)源:上海貝嶺 責(zé)任編輯:wenwei

      【導(dǎo)讀】近年來(lái),在近郊旅游“露營(yíng)熱”以及直播行業(yè)興起等因素影響下,可以在郊外滿足露營(yíng)玩家們烹飪、投影,以及戶外直播用戶照明和直播等需求的戶外電源受到了越來(lái)越多消費(fèi)者的追捧。


      戶外電源(Portable power station )是一種內(nèi)置鋰離子電池,自身可儲(chǔ)備電能且具備交流輸出的多功能便攜式儲(chǔ)能電源。產(chǎn)品重量輕、容量高、功率大,方便攜帶,可在室內(nèi)或室外使用。其可依據(jù)不同的使用情況選擇常規(guī)充電或者太陽(yáng)能充電。它可提供超大功率的100-240V的AC交流輸出,并且配置了5V/9V/12V等多種直流輸出模塊。


      儲(chǔ)能和戶外電源剛剛起步,還有廣闊成長(zhǎng)空間。近年全球自然災(zāi)害頻發(fā),火山、暴風(fēng)雪等極端天氣導(dǎo)致電力供應(yīng)中斷,且最近國(guó)際沖突形勢(shì)加劇,居民都需常備應(yīng)急儲(chǔ)能電源。同時(shí),生活水平較高的地區(qū),人們戶外出游也需要儲(chǔ)能電源,給手機(jī)、電腦及其他電器供電。大灣區(qū)產(chǎn)生了一大批戶外電源供應(yīng)商,出貨量近年來(lái)出現(xiàn)了井噴之勢(shì)。


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      圖1:移動(dòng)戶外電源


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      圖2:充電器


      一、戶外電源方案介紹:


      以某款500W戶外電源為例,其原理框圖如下所示:


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      圖3:戶外電源原理框圖


      1696678008275011.png

      圖4:充電器原理框圖


      由上圖可知,戶外電源主要由七部分組成,分別是電池管理系統(tǒng)部分,交流220V電源部分,Type-C接口電源部分,USB-A接口電源部分,12V車充電源部分,液晶顯示部分,充電器部分,下面針對(duì)這七個(gè)部分,分別介紹一下。


      ●   電池管理系統(tǒng)


      該戶外電源由3串20并18650鋰電池組供電,電池電壓為9-12.6V,電池保護(hù)電路主要由鋰電池保護(hù)芯片和MOS管組成。鋰電保護(hù)芯片可以采用上海貝嶺的3/4/5節(jié)鋰電池保護(hù)IC ME4213,MOS管可采用上海貝嶺的Trench MOSFETs BLM03N03-D。


      ●   交流220V電源


      該部分實(shí)現(xiàn)把電池電壓轉(zhuǎn)變成220V 50Hz純正弦交流電,交流220V電壓的產(chǎn)生方式是先升壓再逆變。


      升壓:把電池電壓(3-12.6V)升壓到直流400V,升壓部分電路主要由推挽PWM控制芯片和MOS管組成,MOS管可采用上海貝嶺的Trench MOSFETs BLM04N06-P。升壓部分的反饋環(huán)路可以采用貝嶺的可調(diào)基準(zhǔn)電壓源ME431B。


      SPWM逆變:把400V直流逆變成220V(50Hz)正弦交流,該電路主要由SPWM控制芯片、半橋驅(qū)動(dòng)芯片和MOS管組成,半橋驅(qū)動(dòng)芯片可采用貝嶺的半橋柵極驅(qū)動(dòng)BL8601,MOS管可采用上海貝嶺的Planar MOSFETs BL20N65-A。SPWM控制芯片和半橋驅(qū)動(dòng)芯片的供電可以采用上海貝嶺的三端穩(wěn)壓器:BL317B和BL78L05。


      ●   Type-C接口電源


      該部分實(shí)現(xiàn)把電池電壓轉(zhuǎn)成5V(3A)、9V(3A)、12V(3A)、15V(3A)、20V(3A)(MAX 60W),用來(lái)給手機(jī)充電,可根據(jù)插入手機(jī)的不同,產(chǎn)生不同的充電電壓,實(shí)現(xiàn)快速充電功能。主要用到的芯片有升降壓控制器、快充協(xié)議和MOS管,MOS管可采用上海貝嶺的Trench MOSFETs BLM80N03-D和BLM10P03。


      ●   USB-A接口電源


      該部分實(shí)現(xiàn)把電池電壓降壓到5V(2.4A),共有3路,每路都是5V(2.4A),可以用來(lái)給手機(jī)充電或者給其他5V供電的設(shè)備供電,主要用到的芯片有降壓控制器、帶USB端口識(shí)別的負(fù)載開關(guān)和MOS管,降壓控制器可采用上海貝嶺的40V, 15A Step-Down DC/DC Controller BLL2752,MOS管可采用上海貝嶺的Trench MOSFETs BLM80N03-D。


      ●   12V車充電源


      該部分實(shí)現(xiàn)把電池電壓轉(zhuǎn)成12V(10A),可以用來(lái)在戶外給汽車電瓶充電,防止汽車因?yàn)殡娖繘](méi)電打不著而拋錨,主要用到的芯片有升降壓芯片和MOS管,MOS管可采用上海貝嶺的Trench MOSFETs BLM80N03-D。


      ●   液晶顯示模塊


      該部分實(shí)現(xiàn)輸入、輸出功率以及電池電量的顯示,主要用到的芯片有MCU、液晶驅(qū)動(dòng),液晶驅(qū)動(dòng)可以采用上海貝嶺的LCD Driver (140 Display Units) BL55070。


      ●   充電器


      充電器輸入為交流100-240V,輸出為直流14.4V 5A,用來(lái)給鋰電池組充電。可以采用反激電源方案,初級(jí)采用貝嶺電流模式準(zhǔn)諧振 PWM 控制器ME8206和Planar MOSFETs BL12N65,次級(jí)可采用貝嶺同步整流控制器ME8415和SGT MOSFETs BLP045N10-P,輸出可以采用貝嶺的恒壓恒流控制器ME4313,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓限流功能。


      需要指出的是,戶外電源方案有多種,不同方案所用芯片也不盡相同。以某款1200W戶外電源為例,該戶外電源采用雙向逆變方案。內(nèi)部由三塊電路板組成,分別是雙向逆變模塊、快充面板、電池組,每塊板子都有MCU,MCU之間需要通訊,高壓板和低壓板之間的通訊還需要進(jìn)行隔離。MCU之間通訊可以采用貝嶺RS-485收發(fā)器BL3085(I47),隔離可采用貝嶺四通道數(shù)字隔離器BL7140WL。有些戶外電源還需要測(cè)量并顯示逆變器部分用電量,這時(shí)可采用貝嶺免校準(zhǔn)電能計(jì)量芯片BL0942。


      二、選型表


      以上提到的,可應(yīng)用于戶外電源上的貝嶺產(chǎn)品,明細(xì)如下:


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