基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

Release time：2024-08-14
author：AMEYA360
source：恩智浦
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　　在典型的电池充放电应用场景中，隔离双向DCDC变换器用于实现电池充电曲线控制和电池母线间的双向电能变换，同时实现电网和电池间的电气隔离。

基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

　　本文简要介绍基于DSC的隔离双向DCDC变换器参考设计。该方案拓扑为CLLC谐振变换器，可在全负载范围实现软开关。主控芯片采用DSC MC56F83783数字信号控制器，帮助实现灵活高效的数字电源控制。

基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

　　方案概括

　　基于CLLC谐振变换器实现高效的双向电能变换

　　高压端口电压：370-390V，低压端口电压：40-60V，额定功率800W

　　充电模式峰值效率高于96%，放电模式峰值效率高于97%

　　开关频率范围：100-180kHz，谐振频率：150kHz

　　高精度PWM帮助实现精准的开关电源控制

　　基于DSC特色外设的有源同步整流控制策略

　　变频+移相+打嗝模式的混合调制策略，优化变换器在宽电压范围应用场景中的效率

　　基于RTCESL实现2P2Z控制器，在帮助变换器实现更佳动态特性的同时，提高代码运行效率

　　在充电模式下，实现变换器的恒压/恒流输出控制

　　模块化的功率母板和控制子卡，便于客户评估不同系列DSC

　　基于FreeMASTER实现变换器的工作模式控制和工作状态观测

　　过流、过欠压和过温保护功能

　　同步整流策略该方案中同步整流通过检测整流管漏源极电压实现。由于电流流过整流管沟道时的压降远小于整流管体二极管压降，因此通过判断漏源极电压值大小，便可确定同步整流管的开关状态。

　　同步整流主要基于DSC片上外设(CMP，EVTG，QTMR，PWM，XBAR)实现，仅需少量外部器件。CMP为DSC内部集成的带窗口功能的比较器，VR为CMP内部DAC产生的电压基准信号。CMP用于检测整流管漏源极电压，其输出用于产生同步整流驱动信号。

基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

　　该方案中应用两种策略，以提高同步整流的可靠性。一方面，同步驱动信号vS6由比较器输出vcmp和PWM输出vS2_D经过“与”运算获得，从而避免潜在震荡引起的整流桥臂直通问题;另一方面，在vcmp翻转后，QTMR将输出一段低电平信号，低电平持续时间可通过配置QTMR调节。QTMR输出信号称为“窗口信号”，通过XBAR连接至CMP。在窗口信号为低电平时，即使vB存在较大电压震荡，多次穿越VR值，vcmp不会翻转，从而避免同步驱动信号的误动作。窗口信号为低电平的时段称为消隐时间。

　　在该应用中，EVTG用于实现片上信号间的逻辑运算，XBAR用于片上信号互联。

基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

　　调制策略变频调制(PFM)为谐振变换器主流调制策略，通过改变谐振腔阻抗调节变换器电压增益。但是，当开关频率大于谐振频率时，随着开关频率提高，电压增益缓慢降低。在宽电压范围应用中，仅采用变频调制将导致开关频率范围很宽，因此不利于磁性元件的设计。

　　移相调制(PSM)通过改变谐振腔输入电压脉宽调节变换器增益。当变频调制无法快速调节变换器电压增益时，调制策略由变频调制切换为移相调制，可在减小开关频率范围的同时，实现宽电压范围的电能变换。

　　在空载或负载很轻的工况下，打嗝模式可帮助实现变换器输出电压稳压。另外，当变换器工作在打嗝模式时，其等效开关频率降低，因此轻载效率得以优化。

　　变换器当前调制策略由控制器输出值决定。DSC片上的PWM模块可方便实现PFM和PSM模式间的平滑切换。

　　软起动策略CLLC谐振变换器的软起动由开环阶段和闭环阶段构成。在开环阶段，开关频率保持为软起动阶段最高开关频率。通过移相调制，等效占空比Dφ由设定初始值，按照固定的步长逐渐增大，直到Dφ等于0.5，移相调制切换为变频调制。进入变频调制后，Dφ保持为0.5，开关频率按照设定步长逐渐减小，直至输出端口电压达到开环软起动门限电压，至此开环阶段结束。进入闭环阶段后，输出端口电压值已接近电压基准，经过电压控制环路调节，输出端口电压快速稳定在电压基准值，软起动结束。

　　实验结果下图为隔离双向DCDC变换器硬件平台。控制子卡HVP-56F83783和功率母板采用子母卡形式，通过金手指连接。该设计方便用户根据自身需求，评估不同系列的DSC产品。

基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

　　下图为变换器工作在充电模式和放电模式时的效率曲线，分别对应低压端口电压为40V/50V/60V三种工况。

基于恩智浦DSC数字控制器的隔离双向DCDC参考设计方案

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恩智浦推出全新电芯控制系列IC，赋能新能源解决方案
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恩智浦推出全新电芯控制系列IC，赋能新能源解决方案

　　恩智浦半导体日前推出全新18通道锂电池电芯控制器BMx7318/7518系列IC产品，专为电动汽车高压电池管理系统(HVBMS)、工业储能系统(ESS)及48V电池管理系统设计。该系列基于恩智浦先进的每通道独立模数转换器(ADC)架构设计，提供灵活多样的型号选择及跨型号引脚兼容性，为客户提供高性价比解决方案，同时改进总体电池管理系统性能。新IC产品系列同时满足汽车ASIL-C与工业SIL-2功能安全认证。　　重要意义　　随着全球对可扩展、高性价比能源解决方案的需求增长，电池管理系统需在精度、寿命、可靠性与灵活性之间取得平衡。　　恩智浦BMx7318/7518 IC系列采用全新的芯片架构，结合领先的大电流注入法(BCI)与电磁抗扰(EMI)性能，可减少50%的外部元件需求，帮助OEM和一级供应商显著降低成本。　　同时，该方案集成模拟前端、电池接线盒及网关功能于单芯片(如I-sense或SPI2TPL桥接器等)。此外，它们还支持半集中式BMS架构，在保障电池管理系统(BMS)稳定性的同时实现系统级成本优化。　　恩智浦半导体大中华区电气化市场总监朱玉平表示：“BMx7318/7518是恩智浦电气化系统解决方案产品组合的重要新成员，其超长寿命、系统灵活性及生命周期的可靠性，完美适配汽车电气化与工业储能市场的多样化需求。值得一提的是，该系列产品是恩智浦团队基于中国客户需求，以中国速度高效响应，并在中国完成定义、设计和开发的，其出色的综合表现也获得了全球客户的青睐。作为一家拥有丰沛技术积累的企业，恩智浦致力于以成本优势和高效创新模式为全球客户打造更多具有竞争力的产品。”　　恩智浦半导体副总裁兼新能源及驱动系统产品线总经理Naomi Smit表示：“BMx7318/7518 IC系列标志着电池管理技术的又一次创新突破。通过整合先进的ADC架构、大电流均衡功能及强大的抗电磁干扰能力，我们助力客户设计更高效且可扩展的能源系统。该解决方案不仅能降低系统复杂性，还满足客户所需的汽车与工业应用安全标准。我们很自豪能以兼具高性能、灵活性与可靠性的技术，持续满足客户对可持续能源的需求。”　　更多详情　　BMx7318/7518采用新型集成电路设计，实现电芯采样通道完全独立，避免串扰，提升滤波精度。该设计支持最多18个汇流排的灵活布局，并具备全通道并行150mA(支持125℃高温)均衡能力，单通道最高可达300mA，显著提高电池均衡效率。　　同时，系统具备超低功耗模式(仅5μA)，满足长期存储与深海运输需求，并通过专用硬件告警引脚实现对过流事件的快速响应。
2025-07-08 13:30 reading：298
恩智浦与吉利汽车研究院成立联合创新实验室，共创汽车智能化未来
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　　恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.，纳斯达克代码：NXPI)宣布，与吉利汽车研究院成立联合创新实验室，深化双方合作，聚焦智能化汽车技术，携手创新，助力吉利汽车智能化战略加速落地。恩智浦与吉利汽车研究院联合创新实验室签约仪式　　吉利汽车研究院常务副院长任向飞，恩智浦半导体执行副总裁兼高级模拟与汽车嵌入式系统业务总经理Jens Hinrichsen代表双方签署实验室合作协议。吉利汽车先进电子实验室负责人徐晓煜，恩智浦半导体首席执行官Kurt Sievers、恩智浦半导体总裁Rafael Sotomayor、恩智浦半导体执行副总裁兼中国事业部总经理李晓鹤，恩智浦副总裁兼大中华区汽车电子事业部总经理刘芳女士出席并见证了签约和实验室揭牌仪式。　　作为长期战略合作伙伴，恩智浦与吉利汽车研究院的合作涵盖汽车电子电气架构、新能源、车身进入、车载网络等多个应用领域，打造跨不同车型和品牌的汽车电子解决方案。在当前汽车产业智能化发展的浪潮之下，此次联合创新实验室的成立，标志着双方合作进入全新阶段。吉利汽车研究院正全面推进“智能科技生态网”建设，此次与恩智浦共建联合创新实验室，旨在通过芯片创新，助力吉利加速智能化技术的研发、验证与产业化落地。　　双方将以实验室为载体，将吉利汽车系统且多元的需求与恩智浦领先的产品组合和全面的服务支持相结合，围绕汽车雷达系统、车内通信与连接技术、电子电气架构、AI 应用场景等不同方面合作探索，打造芯片新技术快速高效的产业化孵化管道，实现双方深度合作和共赢。　　吉利汽车研究院任向飞表示：“吉利始终以用户视角洞察真正需求，坚持守正创新，构建强大的技术护城河，为未来的可持续增长夯实基础。恩智浦作为我们多年的合作伙伴，在汽车电子领域拥有领先的技术优势和研发资源，借由此次联合创新实验室的新平台，我们双方将持续展开全领域深层次的合作，前瞻技术布局，打造芯片新技术快速高效的产业化孵化管道，为中国汽车用户提供高价值产品与高质量体验。”　　恩智浦半导体执行副总裁兼高级模拟与汽车嵌入式系统业务总经理Jens Hinrichsen表示：“恩智浦很荣幸与吉利汽车研究院持续深化全面合作。恩智浦将依托在汽车电子领域的深厚积累，提供从芯片平台、系统级方案到全球技术资源的全方位支持，助力吉利构建面向未来的智能化体系，从而打造一个高效与长期价值并存的、更安全、更智能的未来，并探讨智能汽车的更多可能性。”　　恩智浦半导体执行副总裁兼中国事业部总经理李晓鹤表示：“恩智浦将坚定地履行对中国市场的承诺，持续构建广泛的创新生态体系。吉利不仅是中国领先的汽车制造商，更是全球汽车产业智能化转型的重要引领者。我们相信，通过携手吉利探索创新协作的模式，恩智浦不仅将助力吉利加速智能化进程，也将为全球汽车产业的智能化发展注入新动能。”
2025-07-03 14:48 reading：230
恩智浦推出自主安全访问解决方案，重新定义门禁
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恩智浦推出自主安全访问解决方案，重新定义门禁

　　在当今迅速发展的科技领域，恩智浦继续引领创新潮流，宣布推出全新的自主安全访问解决方案。这一系统级解决方案将变革门禁门锁行业，为用户带来更加自动化的体验，从走近家门那一刻开始。　　想象一下：当您走近家门时，智能门锁能够自动识别您的手机并解锁，您无需掏出手机、解锁屏幕或打开应用程序——享受安全、无感的体验。恩智浦自主安全访问解决方案将安全访问和自动化技术整合为一个完整的平台，为产品制造商提供开发和部署优化产品所需的工具。该解决方案不仅可降低复杂性，加速产品上市进程，智能门禁或门锁厂商还能基于此向市场提供差异化产品。　　现在，厂家无需再为自己的应用场景寻找相关硬件组件，开发软件使一切协同工作，然后再构建应用程序。他们可以直接利用恩智浦已优化且认证的系统级解决方案快速入门，该解决方案确保了手机互操作性，并且可以利用恩智浦的优势实现产品定制。　　家门口的自动化家居体验——甚至更远　　恩智浦自主安全访问解决方案简化开发流程，同时助力打造更智能、更安全、更智慧的家居环境。随着无感、安全访问趋势的不断发展，恩智浦持续专注于将我们在安全、访问和互操作性技术方面的优势转化为系统解决方案。　　恩智浦自主安全访问解决方案还将支持Aliro , 连接标准联盟正在开发的新标准，该标准将规范通用凭证和通信协议，提高使用移动设备和可穿戴设备进行数字访问时的互操作性。作为Aliro技术的预演，恩智浦自主安全访问解决方案将推进构建更具互操作性和安全性的智能家居生态合作体系的愿景。　　恩智浦自主安全访问解决方案的核心是什么?　　恩智浦自主安全访问解决方案的核心是功能强大的FRDM-MCXW71开发板，它利用MCX W7x系列的处理能力、低功耗蓝牙无线通讯以及嵌入式安全区域，专为支持Matter和Aliro的安全需求而定制。附加的Murata Arduino扩展板包含Murata Type 2JE模块，该模块集成恩智浦SR150 Trimension UWB，支持无感访问;模块还集成恩智浦PN7642NFC控制器，采用预装碰一下即解锁功能的专用闭环系统，可作为即插即用组件与MCX W7x连接。系统还可集成EdgeLock SE051安全芯片，通过防护凭证免受高级硬件攻击，进一步提升系统信息安全。　　恩智浦自主安全访问解决方案的突出特点是其全面集成且优化的系统，它将必要的硬件组件与软件和基于云的配置服务相结合。该方案利用恩智浦完整解决方案提供的独特能力，可优化性能、功耗、内存大小和稳定性。这一完整解决方案可降低物料清单(BOM)成本、简化外形设计、实现室内/室外检测，并确保与移动生态合作体系的互操作性。解决方案可扩展，结合安全功能与UWB和NFC等门禁技术，同时融合Thread、低功耗蓝牙和Matter等赋能自动化的技术。恩智浦的完整解决方案集成多种智能门禁控制和互操作性技术　　此外，该解决方案的未来演进版本将集成Wi-Fi、电容触摸用户界面等功能，并全面支持在当今NFC门禁系统中发挥主导作用的MIFARE智能卡产品，适用于住宅、企业和酒店市场。　　借助FRDM板生态合作体系，该解决方案可以轻松扩展，以支持需要更大内存占用的应用场景(MCX W72处于样品阶段，并与MCX W71引脚兼容)，或通过我们的RW612三频无线MCU添加Wi-Fi功能。自主安全访问解决方案搭配用户友好的内置中间件和成熟的端到端组件，通过简化复杂性来精简开发，使工程师能够专注于产品差异化。　　恩智浦的模块合作伙伴已准备好设计和支持具有优化功耗和占用空间的智能锁。这种全面的方法确保解决方案不仅安全，而且灵活可部署，能够满足智能家居的多样化需求。例如，恩智浦与合作伙伴村田(Murata)共同开发了一款集成式小型模块，使客户能够更轻松地开发、测试、认证和部署解决方案。　　村田制作所通信模块事业部连接模块产品部总经理Hirokazu Nakae表示：“村田致力于创新与合作，这款小型化、高性能、高集成度的模块就是证明。结合我们的专有技术和恩智浦Trimension UWB产品，我们提供了一个稳健可靠的解决方案。”恩智浦自主安全访问解决方案旨在优化外形、性能和功耗　　恩智浦创新解决方案开启智能门禁新时代　　恩智浦自主安全访问解决方案不仅仅是一款产品，而是一个系统级开发平台，将安全访问和自动化技术整合到统一平台中，包括Aliro技术预演。它旨在简化部署流程，包括技术认证和与移动钱包生态合作体系的验证。这一创新为门锁制造商提供了设计基础，使他们能够开发并推出互操作智能门禁门锁产品，降低复杂性并加速上市进程，助力智能家居向自动化家居转型，实现易用性、信息安全和自动化的无缝融合。我们正与业内的门锁制造商积极合作，将我们的解决方案作为其智能门禁门锁产品组合的基础，实现各种应用场景，并对我们自主安全访问解决方案将释放的潜力感到兴奋。　　该解决方案目前已向客户提供样品，计划于2025年下半年量产。
2025-06-30 15:49 reading：289
恩智浦完成对TTTech Auto的收购，加速向软件定义汽车转型
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恩智浦完成对TTTech Auto的收购，加速向软件定义汽车转型

　　6月17日，恩智浦半导体(NXP Semiconductors N.V.，纳斯达克股票代码：NXPI)宣布，根据先前宣布的 2025 年 1 月生效的协议，正式完成对TTTech Auto的收购。TTTech Auto是一家专注于为软件定义汽车(SDV)开发独特的安全关键系统和中间件的领先企业。　　恩智浦CoreRide平台的开放式、模块化方案与 TTTech Auto 的MotionWise 安全中间件相结合，有助于汽车制造商克服软件与硬件集成的障碍，同时降低复杂性和开发工作量，并提升下一代汽车所需的可扩展性与成本效益。　　收购完成后，TTTech Auto 的服务将保持中立，继续在开放的行业生态中运营，支持多种系统级芯片(SoC)制造商、整车厂(OEM) 以及第三方软件合作伙伴。这一策略将推动软件定义汽车(SDV)能力的发展，同时保持严格的安全与性能标准，并确保数据保护。
2025-06-25 11:40 reading：236
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