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12V和48V

隨著汽車電氣化程度越來越高，以及更高的效率要求，12V系統將逐漸為更高電池電壓所替代。針對12V和48V系統而設計的通用平臺能夠簡化設計，并使12V向48V系統過渡更加容易。

啟動發(fā)電機實現

在電動汽車架構中，啟動發(fā)電機（Starter generator）系統扮演著多種角色。它們既負責啟動發(fā)動機，向發(fā)動機提供電氣升壓，也可在減速或慣性行駛期間產生充電電壓，從而減少機械制動系統磨損，同時提高系統整體效率。

啟動發(fā)電機系統由多個電氣和機械組件組成。逆變器可提供電氣升壓和DC-DC轉換器，并以能量收集模式將馬達中的機械能轉換為電能。該系統還負責提供怠速停車時系統曲柄位置以及冷啟動所需的高啟動扭矩。

在機械層面，啟動發(fā)電機包括：連接到三相逆變器的定子，以及使直流電流經過滑環(huán)和電刷流經轉子繞組并產生磁場的轉子。使用永磁電機的較新設計可以不再需要勵磁線圈，但是由于在故障情況下無法關閉磁化強度，這種方法也存在其他層面的安全挑戰(zhàn)。圖1所示為一個典型的五相電機電路實現。

圖1：一個典型的五相啟動發(fā)電機驅動示例。

12V和48V系統通用型驅動器

12V和48V電源軌都使用皮帶式驅動啟動發(fā)電機（BSG）系統， 12V BSG系統無法達到類似于48V啟動發(fā)電機的功率水平。通常，12V系統限制為功率不超過10kW，而48V系統可以產生高達25kW甚至更高功率。隨著功率增大，對柵極驅動器的要求也隨之增加。使用通用型架構具有很大優(yōu)勢，可以避免使用任何其他組件或進行重新設計。使用通用架構還可縮短設計時間，減低物料清單（BOM）成本，并為12V和48V系統中的BSG系統提供單一平臺。

例如，Allegro MicroSystems的半橋柵極驅動器AMT49502可以在5.5～80V電壓范圍內工作，因而是在12V或48V電壓下運行BSG應用的多功能平臺，該器件的電荷泵穩(wěn)壓器能夠為兩個N溝道MOSFET提供柵極驅動。圖2給出了半橋設計的功能框圖，系統只需一個電源供電，所有內部邏輯都由電荷泵穩(wěn)壓器驅動的片上邏輯電源穩(wěn)壓器創(chuàng)建。該穩(wěn)壓器負責為浮置自舉電容器提供11V穩(wěn)壓，以確保即便電池電壓為5.5V時，高側MOSFET柵極電壓也為11V。電荷泵穩(wěn)壓器還提供內部邏輯，從而降低了芯片整體功耗。對于在無需降壓穩(wěn)壓器的48V系統運行，最大限度地降低功耗是系統的關鍵。此外，一個小型集成式電荷泵負責以100％占空比保持高側開關。