【導讀】隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)全面擁抱電動(dòng)汽車(chē)（EV）的浪潮，傳統的燃料來(lái)源和動(dòng)力系統正經(jīng)歷著(zhù)一場(chǎng)顛覆性的變革。這一轉型不僅推動(dòng)了充電基礎設施的快速發(fā)展，同時(shí)也對車(chē)輛性能、生產(chǎn)效率及成本控制提出了新的挑戰。在諸多挑戰中，一個(gè)不容忽視的關(guān)鍵領(lǐng)域便是高性能電流傳感器與控制器的需求。在這一背景下，Melexis（邁來(lái)芯）憑借其深厚的技術(shù)積累和創(chuàng )新能力，推出了一系列高性能的電流傳感器與控制器解決方案。這些產(chǎn)品不僅滿(mǎn)足了電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)對電流監測與控制的嚴格要求，而且在可靠性、準確性和成本效益等方面均達到了業(yè)界領(lǐng)先水平。
隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)全面擁抱電動(dòng)汽車(chē)（EV）的浪潮，傳統的燃料來(lái)源和動(dòng)力系統正經(jīng)歷著(zhù)一場(chǎng)顛覆性的變革。這一轉型不僅推動(dòng)了充電基礎設施的快速發(fā)展，同時(shí)也對車(chē)輛性能、生產(chǎn)效率及成本控制提出了新的挑戰。在諸多挑戰中，一個(gè)不容忽視的關(guān)鍵領(lǐng)域便是高性能電流傳感器與控制器的需求。在這一背景下，Melexis（邁來(lái)芯）憑借其深厚的技術(shù)積累和創(chuàng )新能力，推出了一系列高性能的電流傳感器與控制器解決方案。這些產(chǎn)品不僅滿(mǎn)足了電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)對電流監測與控制的嚴格要求，而且在可靠性、準確性和成本效益等方面均達到了業(yè)界領(lǐng)先水平。
電動(dòng)汽車(chē)的電池運作效率至關(guān)重要
電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的核心是高壓系統，其電池的工作電壓高達400V，下一代車(chē)輛的工作電壓將達到800V，因此確保這些電池安全高效地運行至關(guān)重要。其中包括電動(dòng)機和執行器，以及充電基礎設施、加熱器和電池管理系統（BMS），電流傳感器則是這些系統的基本組成部分。器件需要在正常條件下運行，并提供準確的電流反饋，這對于電動(dòng)汽車(chē)的高效運行相當重要。
BMS對于電池的安全高效運行起著(zhù)關(guān)鍵的作用，這包括解釋確保電池在安全范圍內運行的參數，以及在充電／放電周期期間仔細平衡各個(gè)電池。在電動(dòng)汽車(chē)中，BMS用于確定充電狀態(tài)（SoC）、健康狀態(tài)（SoH）和功能狀態(tài)（SoF）等因素，這對于維護安全、估計充電時(shí)間和電動(dòng)汽車(chē)續航里程是非常重要的功能。
電流傳感器對于確保電動(dòng)汽車(chē)電池保持在最佳運行條件也是相當關(guān)鍵的要素，典型的電動(dòng)汽車(chē)電源組的理想工作溫度范圍為15℃至35℃，溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì )降低電池的效率，也就是會(huì )降低電動(dòng)汽車(chē)的行駛距離。大多數電動(dòng)汽車(chē)會(huì )結合使用PTC加熱器、電動(dòng)壓縮機和風(fēng)扇來(lái)管理熱條件。電流傳感器則為電池控制系統提供必要的反饋，以精確調節熱交換系統。它們還提供診斷功能來(lái)識別異常操作條件（例如電流消耗過(guò)多）。
電動(dòng)汽車(chē)充電口的功能性也相當關(guān)鍵
另一方面，汽車(chē)電氣化的變革也催生了對汽車(chē)充電口的特殊需求。由于充電口的使用頻率極高，它們不僅需要具備高可靠性，還需要能夠清晰地向駕駛者顯示充電狀態(tài)。為了滿(mǎn)足這些需求，越來(lái)越多的汽車(chē)制造商開(kāi)始在充電口區域安裝LED燈。
這些燈光不僅用于指示充電狀態(tài)，還能通過(guò)簡(jiǎn)單的光效變化來(lái)提示任何可能的故障狀態(tài)。這樣的設計使得在充電連接點(diǎn)就可以為用戶(hù)提供明確且直觀(guān)的指示，使他們能迅速了解電池電量或是否有任何安全風(fēng)險。
動(dòng)力總成的電氣化顯著(zhù)增加了汽車(chē)設計的復雜性，從而對最新的充電口設計提出了額外的功能性要求。這包括監測充電口蓋的開(kāi)閉狀態(tài)，以及感知高壓連接器的溫度。
為了滿(mǎn)足汽車(chē)電氣化應用的多樣化需求，Melexis精心推出了多款傳感器與驅動(dòng)器產(chǎn)品。這些產(chǎn)品憑借其卓越的功能特性，為電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了前所未有的創(chuàng )新與發(fā)展。下面，我們將為您詳細介紹這些產(chǎn)品的獨特之處。
電流傳感器：強化電池運作效率與安全性的關(guān)鍵要素
首先，Melexis推出的MLX91220是一款具有雙重過(guò)流檢測（OCD）功能的0-50A隔離式集成霍爾效應電流傳感器IC，僅需5V電源供電。這款傳感器IC實(shí)現了小尺寸、低阻抗、高帶寬、隔離等功能的完美融合，同時(shí)保持了出色的常規性能，是市場(chǎng)上最簡(jiǎn)單的全集成電流傳感器IC之一。
MLX91220能夠直接感測流過(guò)封裝引線(xiàn)框架的電流，最大限度地降低了熱損失，使其更適用于多種標準解決方案。它支持兩種測量模式，成比例模式可滿(mǎn)足不同應用對輸出電壓按比例調整的需求，而固定模式（差分）則滿(mǎn)足了使用參考電壓的特定要求。
為了滿(mǎn)足不同應用需求，Melexis還推出了MLX91221版本，該版本采用3.3V電源供電，特別適用于DC快速充電、AC壁掛充電箱/ICCB、車(chē)載充電（OBC）、DCDC轉換等場(chǎng)景。
此外，MLX91230/MLX91231作為Melexis第三代電流傳感器家族中的佼佼者，是智能霍爾電流傳感器的代表。它們符合ASIL標準，能在單個(gè)芯片上同時(shí)測量電流、電壓和溫度三個(gè)物理量，并配備專(zhuān)用的32KB閃存，為安全應用提供了理想選擇。其強大的診斷功能大大減輕了集成商在開(kāi)發(fā)安全機制時(shí)的負擔，包括內置的片上過(guò)流檢測功能。
在精度方面，MLX91230在-40℃至125℃溫度范圍內具有±0.5%的精度，而MLX91231則更勝一籌，其精度高達±0.25%。同時(shí)，MCU支持的自動(dòng)增益控制能夠覆蓋更寬的動(dòng)態(tài)范圍，板載閃存則支持定制軟件部署和系統缺陷的廣泛補償。這兩款傳感器采用SOCI8封裝，可直接連接到12V電池或通過(guò)本地互連網(wǎng)絡(luò )（LIN）總線(xiàn)或UART進(jìn)行測量和診斷。
MLX91230/MLX91231適用于直流電流感應，集成了IVT測量功能，內置微控制器并支持安全應用，是電動(dòng)汽車(chē)電池管理和配電系統的理想之選。它們可應用于12V/24V電池傳感器芯片、48V/HV電池管理系統，實(shí)現電池SoC、SoH和SoF監測，并適用于智能電池斷開(kāi)單元、電池接線(xiàn)盒、功率繼電器元器件、激勵保險絲、高壓繼電器或接觸器與域控制器等多種場(chǎng)景。
此外，Melexis還推出了MLX91208，這是一款可編程的電流檢測芯片，采用標準的SO-8封裝。借助Melexis的專(zhuān)利IMC-Hall技術(shù)，它實(shí)現了極高的靈敏度，能夠檢測由電流產(chǎn)生的平行于芯片表面的磁感應強度，并提供高速模擬信號輸出，響應時(shí)間僅為3μs。
MLX91208完全符合汽車(chē)級標準，特別適用于高達250KHz的隔離式直流、交流以及交直流的電流檢測。其獨特設計顯著(zhù)減少了芯片壽命內的漂移，確保了長(cháng)期穩定的性能。此外，MLX91208的傳輸特性可以完全由客戶(hù)進(jìn)行編程，以補償組裝過(guò)程中可能產(chǎn)生的機械/磁路誤差。
最后，MLX91218是另一款高速、高精度的IMC-Hall?電流傳感器芯片，具備雙重OCD功能、靈活的3.3V/5V電源電壓以及高信噪比（SNR），有助于簡(jiǎn)化模塊設計。它采用IMC-Hall?技術(shù)，利用靈活的U形屏蔽罩有效抵抗干擾，能夠測量200A至2000A范圍內的電流。其400kHz帶寬和快速響應特性使其成為電機控制、逆變器和轉換器等高速應用的理想選擇。
為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化電流感應解決方案的設計和實(shí)施，Melexis還推出了電流傳感器模擬器，利用IMC-Hall?技術(shù)幫助客戶(hù)在器件和屏蔽的選擇上做出明智決策。
開(kāi)關(guān)和LED驅動(dòng)控制器：靈活性與高性能的完美結合
Melexis推出的MLX92292是一款獨特的霍爾開(kāi)關(guān)，它不僅能夠執行開(kāi)關(guān)和鎖存器功能，更能精確感知側向磁場(chǎng)，突破了市場(chǎng)上只檢測正交磁場(chǎng)的局限。這款控制器支持ASIL B安全完整性等級，符合ISO26262標準，內置的豐富診斷機制進(jìn)一步增強了其安全性。其靈活的編程選項使得OEM客戶(hù)可以根據需要選擇預編程單元或利用行尾（EOL）編程功能，對每個(gè)器件進(jìn)行個(gè)性化配置，實(shí)現系統優(yōu)化的最大化。
MLX92292的3線(xiàn)TSOT或TO92封裝模式以及3.3V至18V的寬工作電壓范圍，使其在多種應用環(huán)境中都能游刃有余。特別值得一提的是，其極低的功耗設計（通常僅7μA），非常適合電池供電的應用場(chǎng)景，尤其是在車(chē)輛發(fā)動(dòng)機無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，能有效減少電池電量的消耗。休眠時(shí)間作為可編程參數，進(jìn)一步增強了其節能效果。
此外，Melexis還推出了MLX81118，這是一款集成LIN接口的智能24通道LED驅動(dòng)芯片。它不僅滿(mǎn)足ASIL（ISO 26262）標準，而且系統集成能達到ASIL B級，為電動(dòng)車(chē)充電口提供了堅實(shí)的功能安全保障。MLX81118特別適用于氛圍燈照明應用，其LIN接口符合多項國際標準，支持自動(dòng)尋址，為系統集成提供了極大的便利。
MLX81118內置的智能微控制器單元（MCU）和閃存，不僅提供了系統設計的靈活性，也方便了后續的功能更新。通過(guò)16位的PWM（頻率500 Hz），它可以精確控制LED的亮度，實(shí)現靜態(tài)照明和基本動(dòng)態(tài)LED光效。更值得一提的是，它還能對每個(gè)LED進(jìn)行診斷，通過(guò)測量LED閾值電壓來(lái)監測其溫度，確保系統的穩定運行。
為了提升用戶(hù)體驗，MLX92292與MLX81118的結合使用顯示出巨大的潛力。通過(guò)將MLX92292的霍爾傳感器芯片輸出連接到MLX81118的GPIO，充電口蓋的位置狀態(tài)可以實(shí)時(shí)通過(guò)LED驅動(dòng)芯片的LIN接口被車(chē)輛車(chē)身域控制器（BDC）監測。這種智能集成不僅減少了與車(chē)輛BDC的連接數量，還使得充電口蓋位置的變化能夠直接觸發(fā)LED的響應。
例如，在夜間或低光環(huán)境中，當充電口蓋被打開(kāi)時(shí)，MLX92292能夠迅速檢測到這一狀態(tài)變化，并通過(guò)MLX81118激活周?chē)腖ED提供照明。這種智能響應確保了駕駛員在任何光照條件下都能清晰地看到充電口的位置，從而大大提升了用戶(hù)體驗。
結語(yǔ)
電動(dòng)汽車(chē)的運作正在不斷尋求更高效率，以便加快充電的時(shí)間、延長(cháng)車(chē)輛的行駛距離，通過(guò)更高精度的電流測量，將有助于優(yōu)化電流調節控制的系統，并通過(guò)更好的電池熱管理來(lái)提高效率。Melexis推出的多種電流傳感器與控制器，將可協(xié)助提升電動(dòng)汽車(chē)的運行效率，值得電動(dòng)汽車(chē)相關(guān)產(chǎn)品制造商進(jìn)一步深入了解相關(guān)的產(chǎn)品信息。
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