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围绕单处理器开发智能HEV/EV基础设施充电器

作者:时间:2013-09-30来源:网络收藏
2 模拟子系统多相电表连接

  电量计级利用C2000双核器件模拟系统,使用内部ADC与C28x DSP内核处理能力以及一个变流器。为了获得更高的抗干扰能力,还可能需要添加一个分流电阻电路。当与实时时钟组合使用时,kWh测量处理便成为一种标准电压和电流测量过程,它可以轻松地处理C2000器件的7个模数转换器输入,具体取决于变流器和分流电阻是否并联,同时也取决于总相数。

  利用一个数控闭环过电流保护方案(如下所示),我们可以通过增加主充电总线的物理延迟来提高系统层安全性。通过C2000双核器件的片上模拟比较器,输出连接至一个标准GPIO,并且使用DRV110延迟驱动器,我们可以实现一个闭环,即“智能”电路保护方案。这种保护方案提供由用户或CPU控制的重置功能,同时具有低功耗构架,并减少了所需外部组件的数目。

 围绕单处理器开发智能HEV/EV基础设施充电器 

  图3 利用DRV110和延迟实现线路断开

  继续信号链讨论,需要考虑的下一个问题是支付处理。由于C2000双核器件拥有一个工业标准ARM Cortex-M3内核,因此我们在主控制器中便可运行商业处理服务。今天,支持处理的主要形势为直接信用卡刷卡或者使用收款机、投币机,或者还可以使用手机通过NFC功能实现支付。处理信用卡要求更强大的处理能力,但ARM Cortex-M3内核可以提供充分的支持,并且拥有多种在线解决方案。利用微控制器的另一个ADC输入,可以实现信用卡直接读取(直接从磁条头读取)。另外,多个商家在线提供磁条数据解码解决方案,或者也可以自己一种解决方案。尽管ARM Cortex-M3处理器可以实现收款或者投币系统,但为了简单起见,我们将把它们看作为一些使用C2000双核主处理器数字接口的单独系统。

  最近,NFC作为一种支付方式获得了普遍使用。这种情况在新推出的手机上较常见,它让客户可以通过其手机账单功能直接购买服务。NFC是一种超短距离通信标准,其原理非常接近于射频身份识别技术。每一部手机或具备NFC功能的设备,都有其独特的身份识别代码,它与一个支付账户相关联。当用户把手机靠近某个基于NFC通信技术的支付网关时,便被要求输入一个PIN码,其使用方式与借记卡类似。在完成银行(支付账户)安全交易并验证通过以后,用户便可享受相应的充电服务。把C2000双核器件的处理能力同NFC芯片组(例如:TRF7970)结合以后,人员便能将这种功能直接集成到主处理器中,从而进一步减少了所需组件的数目。

  C2000双核微控制器通信层

  由于我们已经为你简要介绍了支付处理,现在,我们需要讨论C2000器件所支持的通信层,这一点很重要。它本身就对IPv6 10/100 TCP/IP栈提供软件支持,并支持有线以太网的内部以太网媒介访问控制(MAC)。

  除有线以太网外,C2000双核器件还通过SimpleLink™ CC3000解决方案的软件支持,实现对无线Wi-Fi通信的支持。SimpleLink是一种独立的无线解决方案,为无线接入提供一种简单的解决方案,可实现小型化无线B/G协议,拥有IPv4 TCP/IP栈,并包括高无线安全性的补充软件。通过一个标准的SPI接口,便可将CC3000器件连接至C2000主处理器。

  对于那些没有Wi-Fi或者以太网基础设施的地区来说,C2000双核器件还提供了PLC灵活性。利用C28x内核的计算能力,除前面讲到的主机通信和测量功能以外,设计人员还可以在相同器件上实现PRIME、G3、CENELEC和FlexOFDM等低频窄带标准,并且所有标准都可配置。TI还提供一个配套模拟前端器件即AFE031,以完成PLC实现。关于PLC需要注意的一点是,在欧洲的一些使用案例中,CENELEC PLC实际用于汽车通信,而非电网基础设施。

  除提供多种通用协议主机通信支持以外,C2000双核器件还包括2个CAN控制器,用于连接充电车辆(如果有的话)。尽管它现在还不是一种充电通信标准,但一些汽车制造厂商可能会选择一种专有的CAN通信接口,从而让该选项可用。

  目前,SAE和ACEA委员会以及多家汽车制造厂商正在对数种智能通信协议进行评估,以出一种单独的世界“标准”插头接口,从而确保汽车和之间的通用性。但是,作为SAE J1772和IEC 61851标准的组成部分,目前的均使用两个“信号针脚”来帮助为充电系统提供预防性安全措施。尽管很少有真正的通信,但还是会有一个1Khz方波信号被注入到充电电路的L1线路中,然后通过接地针脚返回。在接受充电的电动车内部,通过使用一个具有电动车可接受的充电水平电阻器二极管电路,使电路闭合。然后,通过充电器对其进行监测,以确定电动车的正确充电电量,并在无闭合电路时从交流电压断开充电线。这样便提高了人操作充电器的安全性,因为在连接以前充电线上没有电压。通过使用C2000双核器件的PWM生成器,这种信号可被注入到L1线中,然后通过接地线反馈,



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