Нужен ли мне гальванически изолированный понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный для питания моей цифровой электроники от аккумуляторной батареи, которая также питает электродвигатель?

У меня есть аккумуляторный блок с литий-ионными элементами. Аккумулятор имеет максимальное напряжение 84 В (оно изменяется от 84 В до ~ 50 В -> в зависимости от текущего состояния заряда).

Я использую этот аккумулятор для питания всех вещей (свет, звуковые сигналы, MCU (BMS), инвертор - который затем дает питание электрическому двигателю...). Инвертор непрерывно потребляет около 60 А тока от аккумуляторной батареи, когда двигатель вращается.

Чтобы моя концепция работала, я должен иметь разные напряжения постоянного тока на одной печатной плате:

  • 12 В постоянного тока (для фонарей и звуковых сигналов)
  • 5 В постоянного тока (для некоторых датчиков...)
  • 3,3 В постоянного тока (для MCU, операционных усилителей...)

Идея состоит в том, чтобы использовать какие-то понижающие преобразователи на печатной плате для преобразования из 84 В в 12 В постоянного тока и из 84 В в 5 В постоянного тока. А затем использовать LDO, чтобы получить 3,3 В из 5 В.

12 В постоянного тока должны иметь мощность ~ 40 Вт, а 5 В постоянного тока должны иметь мощность ~ 10 Вт.

Вопрос в том, должен ли понижающий преобразователь иметь гальваническую развязку (например, обратноходовую), чтобы я мог иметь разные основания для высокого и низкого напряжения? Или можно использовать «обычный» понижающий регулятор?

Я думаю, что для 12 В постоянного тока, который питает звуковые сигналы и свет, не так необходимо иметь другие заземления, как для 5 В постоянного тока, который питает большую часть электроники?

Любое предложение?

Будет ли MCU управлять двигателями через инвертор, и если да, то не сделают ли необходимые соединения гальваническую развязку недействительной?
@Andyaka, если только вы не изолируете их. AtOP: Можно сказать либо о полном разделении сценария, либо просто об очень хорошей фильтрации. Короче говоря, если вы можете разработать хорошие схемы «звезда-земля» и правильную фильтрацию/буферизацию, вам не нужна изоляция как таковая. Но если вы этого не сделаете, вам лучше всего в своем первом проекте изолировать все сигналы, входящие и исходящие от цифровых сигналов, и проглотить (огромные) дополнительные затраты на это.
@Asmyldof да, я знаю об этом, но я хочу, чтобы оператор рассмотрел это.
@Andyaka Я знаю, но в настоящей европейской моде я хочу, чтобы все всегда было справедливо и сбалансировано. Если мы не говорим о Европе или здравоохранении.
@Asmyldof Ааа, ты голландец - это объясняет, LOL;)

Ответы (3)

Инвертор непрерывно потребляет около 60 А тока от аккумуляторной батареи, когда двигатель вращается.

Немалое количество тока, и, если вы не разберетесь с заземлением правильно, вы можете обнаружить, что десятки ампер пытаются протекать через неправильные провода заземления и повредить ваш MCU.

Следовательно, необходимо обеспечить гальваническую развязку ваших датчиков (5 В) и источников питания MCU (3 V 3), потому что, хотя вашему MCU может потребоваться подключение к земле на контроллере двигателя, наличие изоляции в потенциальном пути возврата на землю может сэкономить вам много душевная боль и доллары.

или он может просто разорвать шнуры питания на контактах аккумулятора, сделав дело невозможным..
@student - все еще будет потенциальный обратный путь для тока от проводов управления инвертором через MCU и обратно к аккумулятору - для надежного управления инвертором цифровые соединения между MCU и инвертором должны быть хорошими, а это означает надежное заземление от MCU к инвертору.
Верно, но это можно исправить коротким и толстым кабелем. В любом случае, я понимаю, что это требует тщательного проектирования.

Ничто в вашем описании не требует, чтобы производные напряжения были изолированы от земли аккумулятора. Не изолировать их будет проще, и будет легче получить более высокую эффективность.

Свяжите все основания вместе.

В каких случаях требуется гальваническая развязка между аккумуляторной батареей и электроникой (BMS, VCU (блок управления автомобилем)...)?

Это зависит от того, если вы будете осторожны, вы часто можете обойтись без гальванической развязки, но ее использование может значительно упростить проектирование системы.

В системе большой мощности, где и напряжение, и ток значительно выше, чем в обычной логической системе, может возникнуть падение напряжения на проводке, как постоянного, так и переходного. Переходные перепады напряжения могут быть особенно неприятными, поскольку, хотя вы можете легко уменьшить сопротивление проводов, сделав их толще, очень трудно уменьшить индуктивность.

Это нормально, если высоковольтные и низковольтные части системы вообще не соединены между собой или если они встречаются только в одном месте, но становится проблематичным, если их заземление соединено более чем в одном месте. Падение напряжения на землях питания может вызвать разность напряжений на землях сигнала. Если эти перепады напряжения становятся слишком большими, это может привести к неправильному поведению и/или повреждению.

Я предполагаю, что ваш MCU будет подключен к контроллеру двигателя. Если это так, и если контроллер двигателя не имеет гальванической развязки между его сторонами управления и питания, то вы уже «израсходовали» свое единственное соединение между заземлением сигнала и питания. Таким образом, вы должны использовать изолированный преобразователь в вашей схеме.

С другой стороны, если управляющий вход контроллера двигателя гальванически изолирован, вы можете обойтись без изоляции в своей цепи.

Нужен ли мне гальванически изолированный понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный для питания моей цифровой электроники от аккумуляторной батареи, которая также питает электродвигатель?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v