ZHCAEV2 December   2024 UCC21551-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2汽车 PTC 加热器模块概述
    1. 2.1 汽车加热系统架构
      1. 2.1.1 正温度系数加热器
      2. 2.1.2 热泵
    2. 2.2 汽车加热系统架构
    3. 2.3 PTC 加热器拓扑
  6. 3汽车 PTC 加热器控制器的设计
    1. 3.1  方框图
    2. 3.2  设计电源
    3. 3.3  选择低压降稳压器
    4. 3.4  设计通信接口
    5. 3.5  实现数字隔离器
    6. 3.6  实现微控制器单元
    7. 3.7  设计开关驱动器级
    8. 3.8  选择电源开关
    9. 3.9  适用于 PTC 负载的注意事项
    10. 3.10 设计负载电流监测
    11. 3.11 选择温度传感器
  7. 4总结

引言

PTC 加热器通过电阻加热来产生热量。当电流流经 PTC 加热元件(热敏电阻)时,会迅速产生热量,用于加热冷却液或直接为车厢供暖,并且随着电流的增加,会产生更多的热量。达到设定的温度后,加热元件中的电阻会大幅升高,从而限制了过热的可能性。这种应用具有操作和系统设计简单的优点。这种应用的控制功能负责在一段时间内提供 PTC 负载额定值范围内的电流,并在加热完成后切断该电流。PTC 加热器的缺点是其性能系数(CoP,即系统产生的有效热量或制冷量与所需能量之比)最多只能达到 1:1,而热泵的性能系数可以达到更高。这是因为热泵利用电池供电来实现外部环境与车内之间的热空气流动,而不是像 PTC 加热器那样直接产生热量。因此,热泵系统转移到车厢内的热能通常高于系统的能耗。更高的 CoP 带来了更长的电动汽车续航里程,这使得该系统对汽车制造商具有很大吸引力。然而,由于 PTC 加热器解决方案比热泵系统更简单且具有成本优势,因此设计人员可能仍然希望使用 PTC 加热器解决方案,或者将其与热泵结合使用。如果电动汽车需要在极寒环境中工作,设计人员还可能认为 PTC 加热器比热泵更实用。因为此时汽车外部环境无法提供热量,可能需要依靠产生热量来满足加热需求。