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德州儀器(TI)公司的Level 3電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車(chē)電池充電器采用數字功率控制器、通信器件、高性能驅動(dòng)器以及接口器件。Level 3充電器包括從AC產(chǎn)生DC電壓的帶PFC的AC/DC轉換器，DC/DC轉換器，其核心器件是實(shí)時(shí)C2000系列MCU。 插入式混合電動(dòng)車(chē)(PHEV)和電池電動(dòng)車(chē)(BEV)是兩種正在日益興起的技術(shù)，它們采用強大的電機和高壓電池組作為動(dòng)力和能量源。由于電池具有一個(gè)確定的能量性能，因此PHEV和BEV必須周期性的進(jìn)行補充，一般是通過(guò)連接電網(wǎng)進(jìn)行補充。這樣做的時(shí)候，一些形式的通信（PLC，無(wú)線(xiàn)或RFID）可能被用于管理充電活動(dòng)并幫助對車(chē)輛或車(chē)主進(jìn)行認證，從而進(jìn)行計費。Level 3充電在公共充電領(lǐng)域將發(fā)揮重要作用，以降低充電時(shí)間，并使用戶(hù)可以從充電過(guò)程中更多的受益。 針對汽車(chē)的Level 3充電系統包括一個(gè)AC/DC轉換器，用于從一個(gè)AC線(xiàn)生成一個(gè)DC電壓。即將充入的電量將需要進(jìn)行功率因數校正（PFC）以提升功率因數，從而滿(mǎn)足地區性的規則標準。在反極器的中心是一個(gè)實(shí)時(shí)C2000微控制器。這個(gè)控制器經(jīng)過(guò)編程為控制回路實(shí)現所需的電源管理功能，包括采用PCF的AC/DC和DC/DC，從而為電池創(chuàng )建所需的元素。C2000控制器包括先進(jìn)的外設，如高精度PWM輸出和ADC，其設計用于讀取ADC并在一個(gè)單獨的時(shí)鐘循環(huán)內調節PWM，以實(shí)現實(shí)時(shí)控制。 
圖1 DK-LM3S9B96開(kāi)發(fā)板方框圖 由于C2000管理著(zhù)電源，因此主機控制器有責任采用通信模塊所提供的信息和感應的溫度來(lái)驅動(dòng)與板上電池組的直接通信。充電狀態(tài)所需要的信息會(huì )傳送到功率控制器，重要的充電診斷和電池狀態(tài)將發(fā)送到Level 3充電系統的顯示器。 出于安全方面的考慮，在處理器與電源和電壓之間，以及通信總線(xiàn)與外部環(huán)境之間需要進(jìn)行隔離處理。TI的數字隔離器具有由TI二氧化硅（SiO2）隔離阻障分隔開(kāi)的邏輯輸入和輸出緩沖器，提供了4kV的隔離電壓。在與隔離的電源聯(lián)合應用時(shí)，這些器件阻隔了高電壓，隔離接地電壓并防止了噪聲電流進(jìn)入地面，影響和破壞敏感型的電路。高性能模擬部件可用于提供重要的系統功能，如MOSFET驅動(dòng)器、感應器反饋、芯片電源和通信收發(fā)器。 簡(jiǎn)易系統上的通信可以通過(guò)一個(gè)單獨的處理器進(jìn)行控制。像Level 3充電系統這樣、更多的具有復雜顯示器和線(xiàn)性計帳/報告功能的系統可能都需要第二個(gè)控制器。采用的一個(gè)低頻NarrowBand PLC (LF NB PLC)解決方案在帶寬、功率和成本要求方面提供了一個(gè)較好的配置。在窄帶域（頻率高達500kHz）運行保證了數據的完整性，同時(shí)使系統成本降低。這樣一來(lái)，這一標準將會(huì )權衡現有的電源線(xiàn)架構，并提供了一個(gè)集成智能監視的高性?xún)r(jià)比方式，并對新的汽車(chē)系統進(jìn)行控制。數據率可以根據現有標準，在1.2kbps至上百kbps間變化。在plcSUITE 資源庫中提供了TI的PLC軟件，并使用戶(hù)可以在一種設計中支持數種調制和標準。開(kāi)發(fā)者可以在一個(gè)單獨的設計中執行SFSK ICE61334，PRIME和G3標準以及FlexOFDM標準，實(shí)現OFDM的定制化，并對于即將推出的標準具有適用性。另外，可能需要將無(wú)線(xiàn)通信和/或RFID用作為第二通信協(xié)議及認證和計費的方式。 Stellaris LM3S2000系列，設計用于控制器局域網(wǎng)(CAN)應用，利用Bosch CAN網(wǎng)絡(luò )技術(shù)（這是短程工業(yè)網(wǎng)絡(luò )的黃金標準）拓展了Stellaris系列。它的推出標志是采用革命性ARM Cortex-M3內核的CAN性能的首次集成。另外，幾款LM3S2000系列MCU也編輯在存儲器ROM的StellarisWare軟件特性中。 TI將32位性能和ARM Cortex-M3內核微控制器的所有優(yōu)勢滲透到微控制器高場(chǎng)的方方面面。對于目前的8位和16位MCU用戶(hù)而言，采用Cortex-M3內核的Stellaris系列提供了對于強大的開(kāi)發(fā)具系統、軟件和行業(yè)知識的直徑訪(fǎng)問(wèn)路徑。那些將更換使用Stellaris的設計者將獲益于大量的工具、小代碼占位空間和出色的必能。而且更為重要的是，設計者可以在對$1~1GHz的兼容發(fā)展路線(xiàn)圖充滿(mǎn)信心的基礎上進(jìn)行ARM子系統。對于目前32位MCU的用戶(hù)而言，Stellaris系列提供了采用Cortex-M3和Thumb-2指令集的實(shí)現產(chǎn)品。通過(guò)極為快速的響應，Thumb-2技術(shù)整合了16位和32位指令，以提供代碼密度和性能方面的良好平衡。Thumb-2與32位代碼相比，所有存儲器降低了26%，卻提供了高出25%的性能。德州儀器Stellaris系列微控制器是ARM Cortex-M3內核微控制器，將高性能的32位計算帶入到了成本敏感型的嵌入式微控制器應用中。這些開(kāi)創(chuàng )性的產(chǎn)品讓客戶(hù)可以通過(guò)相當于之前8位和16位器件的價(jià)格實(shí)現32位的性能，所采用的都是一個(gè)小引腳的封裝。 LM3S2B93微控制器特性 LM3S2B93 MCU主要特性： • ARM Cortex-M3處理器內核 – 80-MHz工作頻率：100 DMIPS性能 – ARM Cortex SysTick計時(shí)器 –嵌套式適量中斷控制器 (NVIC) •片上存儲器 –最高達50 MHz 的256 kB 單循環(huán)閃存；預取緩沖器將性能提高至50MHz 以上 – 96kB單循環(huán)SRAM –內部ROM，載有StellarisWare軟件 • Stellaris外設驅動(dòng)器資料庫 • Stellaris啟動(dòng)加載器 •高級加密標準(AES)密碼使用表 •循環(huán)冗余碼校驗 (CRC)錯誤檢測功能 •外部外設接口 (EPI) –適用于外部外設的8/16/32位專(zhuān)用型平型總線(xiàn) –支持SDRAM， SRAM/閃存，FPGAs，CPLDs •先進(jìn)的串行集成 –兩個(gè)CAN 2.0 A/B控制器 –三個(gè)UART，具有IrDA和ISO 7816支持（一個(gè)具有解調器控制和狀態(tài)的UART） –兩個(gè)I2C模塊 –兩個(gè)同步串行接口模塊(SSI) –集成型芯片音頻(I2S) 模塊 •系統集成 –直接存儲器訪(fǎng)問(wèn)控制器(DMA) –包括片上高精度16MHz振蕩器的系統控制和時(shí)鐘 –四個(gè)32位計時(shí)器（最高8個(gè)16位） – 8個(gè)捕捉比較PWM引腳(CCP) –低功耗電池包休眠模塊 –休眠模塊中的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 –兩個(gè)看門(mén)狗計時(shí)器 •一個(gè)脫離主振蕩器的計時(shí)器 •一個(gè)脫離高精度內部振蕩器的計時(shí)器 –最高67 GPIO，取決于具體配置 •高度靈活的引腳結合，允許采用 GPIO或多種外設功能中的一種 •獨立的可配置為2mA、4mA或8mA驅動(dòng)性能 •最高4個(gè)GPIO可以具有18 mA的電流驅動(dòng)性能 •先進(jìn)的運動(dòng)控制 –八個(gè)高級PWM輸出，適用于運動(dòng)和能源應用 –四個(gè)故障輸出，可推進(jìn)低延遲關(guān)斷 –兩個(gè)積分編碼器輸入 (QEI) •模擬
圖2 DK-LM3S9B96開(kāi)發(fā)板PCB頂層元件布局圖 –兩個(gè)10位模數轉換器(ADC)，具有16個(gè)模擬輸入通道和每秒百萬(wàn)樣品的采樣率 –三個(gè)模擬比較器 –16個(gè)數字比較器 –片上穩壓器 • JTAG和ARM串行線(xiàn)調試(SWD) • 100引腳 LQFP封裝 • 108-球BGA封裝 •工業(yè) (-40℃~85℃) 溫度范圍 LM3S2B93微控制器面向工業(yè)應用，包括遠程監視、電子銷(xiāo)售點(diǎn)設備、測試測量設備、網(wǎng)絡(luò )設備和開(kāi)關(guān)、工廠(chǎng)自動(dòng)化、HVAC和樓宇控制、游戲機、運動(dòng)控制、傳輸、防火和安全等。 對于要求較大功率轉換的應用，LM3S2B93微控制器具有用于電池的休眠模塊，可以將LM3S2B93在不活動(dòng)期間的功率有效降低到低功率狀態(tài)。利用上電/掉電時(shí)序器，持續的時(shí)間計數器(RTC)，一對匹配寄存器，一個(gè)面向系統總線(xiàn)的APB接口和專(zhuān)用的非易失性存儲器，休眠模塊使得LM3S2B93微控制器完全適用于電池應用。 另外，LM3S2B93微控制器提供的很多ARM的優(yōu)勢廣泛適用于開(kāi)發(fā)工具，系統級芯片（SoC）架構IP應用和大的用戶(hù)社區。 另外，微控制器采用ARM的Thumb兼容型Thumb-2指令集，以降低存儲器的要求，進(jìn)而降低成本。LM3S2B93微控制器與擴展型的Stellaris系列中的所有產(chǎn)品都兼容；提供了靈活性以滿(mǎn)足客戶(hù)的高精度的要求。 其中各元件如下: • R1復位上拉電阻器 • C1復位輸入濾波電容器 • C3 LDO調節器濾波電容器 • C2，C4-C6，C11 VDD去耦電容器 • C7，C18 VDDC去耦電容器 • C12-C17晶體負載電容器 • Y1以太網(wǎng)晶體 • Y2主振蕩器晶體 • Y3休眠模塊晶體 • R3以太網(wǎng)RBIAS電阻器 • R2休眠振蕩器電阻器 • R5 USB RBIAS • R4 MDIO上拉電阻器 Stellaris LM3S9B96開(kāi)發(fā)板 Stellaris LM3S9B96開(kāi)發(fā)板提供了一個(gè)平臺用于開(kāi)發(fā)系統，具有LM3S9B96 ARM Cortex-M3內核微控制器的性能。 LM3S9B96是Stellaris Tempest-class微控制器系列的成員。Stellaris Tempest-class器件所具有的性能包括80 MHz的時(shí)鐘速度，一個(gè)外部外設接口（EPI）和音頻I2S接口。除了具有新的硬件支持這些特性外，DK-LM3S9B96板包括Stellaris板有具有的豐富的外設集。 開(kāi)發(fā)板包括一個(gè)板上在電路調試接口(ICDI)，支持JTAG和SWD兩種調試。一個(gè)標準的ARM 20引腳調試頭支持一個(gè)陣列的調試解決方案。 Stellaris LM3S9B96開(kāi)發(fā)套件加速了Tempest-class微控制器的開(kāi)發(fā)。套件還包括更多的示例應用和完整的資源代碼。 Stellaris LM3S9B96開(kāi)發(fā)板主要特性: •簡(jiǎn)易的設置——USB線(xiàn)提供調試、通信和功率 •具有多種外設的靈活開(kāi)發(fā)平臺 •彩色LCD圖片顯示器 – TFT LCD模塊，具有320×240的分辨率 –電阻性觸摸界面 • 80 MHz LM3S9B96微控制器，帶有256k Flash，96k SRAM,和集成型MAC+PHY，USB OTG和CAN通信 – 8 MB SDRAM (插入式 EPI 選項板) – EPI break-out板 （可選插板) • 1 MB串行閃存 •高精度3.00 V 基準電壓 •微控器ROM中的SAFERTOS操作系統 • I2S立體聲音頻編解碼器 –線(xiàn)性輸入/輸出 –耳機輸出 •控制器局域網(wǎng) (CAN)接口 • 10/100 以太網(wǎng) • USB On-The-Go (OTG)連接器 •器件，主機和OTG模式 •用戶(hù) LED和按鈕 •指輪分壓計 (可用于菜單導航) • MicroSD卡插槽 •支持廣泛的調試選項 –集成型在電路調試接口 (ICDI) –完全支持 JTAG、SWD和 SWO –標準的ARM 20-pin JTAG調試連接器 • USB實(shí)體COM端口 •跳線(xiàn)分流器可方便的再分配I/O資源 •采用支持Keil RealView微控制器開(kāi)發(fā)套件（MDK-ARM）的工具、IAR嵌入式工作平臺、編碼資源GCC開(kāi)發(fā)工具、紅色代碼技術(shù)開(kāi)發(fā)工具或TI代碼編譯器Studio IDE •由StellarisWare軟件進(jìn)行支持，包括圖片庫，USB庫和外設驅動(dòng)器庫。 •可選的擴展板，與外部外設接口(EPI) DK-LM3S9B96開(kāi)發(fā)板共同工作，擴 展了這個(gè)開(kāi)發(fā)平臺（單獨售賣(mài)）的性能 – Stellaris 閃存和SRAM存儲器擴展板 (DK-LM3S9B96-FS8) (單獨售賣(mài)) • 提供閃存，SRAM和提升性能的LCD接口 – Stellaris FPGA擴展板(DK-LM3S9B96-FPGA) (單獨售賣(mài)) •提供Stellaris微控制器的機對機(M2M)、高帶寬、并行接口性能 •使用戶(hù)可以在DK-LM3S9B96開(kāi)發(fā)板的3.5”觸屏上控制和顯示FPGA 擴展板的視頻。了解DK-LM3S9B96-FPGA的更多信息。 – Stellaris EM2 擴展板 (DK- LM3S9B96-EM2) •提供了Stellaris外部外設接口(EPI)連接器和RF評估模塊(EM)連接器 之間的傳輸 •可以利用Stellaris DK-LM3S9B96平臺上的低功耗RF和RF ID評估模塊實(shí)現無(wú)線(xiàn)應用開(kāi)發(fā) 詳情請見(jiàn): http://selenalain.com/thread-85025-1-1.html 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) |
