芝能智芯出品

NXP做了一份簡(jiǎn)單的材料，介紹設(shè)計(jì)Fail-safe的DC-DC控制器，很多科普性質(zhì)的內(nèi)容，加入了一點(diǎn)點(diǎn)MBD的材料。

● 安全設(shè)計(jì)

在純電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)，不同DC-DC必須具備安全性和容錯(cuò)性，以提高其可用性。自動(dòng)駕駛的不斷發(fā)展要求推動(dòng)了下一代EV轉(zhuǎn)換器的開(kāi)發(fā)。

車企和一級(jí)供應(yīng)商（Tier1s）正在研究容錯(cuò)系統(tǒng)解決方案，以滿足自動(dòng)駕駛的需求，這將增加動(dòng)力系統(tǒng)的可用性，這需要采用ISO26262安全流程來(lái)開(kāi)發(fā)展轉(zhuǎn)換器的安全架構(gòu)。

OBC

逆變器

DC-DC

HV到LV DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)的主要功能：

1 確保逆變器上的濾波電容在放電時(shí)，電荷被釋放掉

2 通過(guò)隔離變壓器傳遞輸入的DC電壓，轉(zhuǎn)換成12V

3 將HV電壓轉(zhuǎn)換為低壓12VDC電壓

4 給低壓電池充電

5 采樣輸出狀態(tài)（可以是輸出電壓或電流）

6 調(diào)節(jié)和控制信號(hào)變化以維持低壓電池的額定電壓

●典型的DC-DC結(jié)構(gòu)

●安全目標(biāo)

●DC-DC的安全概念

●高壓架構(gòu)的Fail-safe

高壓拓?fù)涞娜蒎e(cuò)性

使硬件結(jié)構(gòu)容錯(cuò)的一種解決方案是添加一個(gè)T型結(jié)構(gòu)。如果主要支路開(kāi)關(guān)之一出現(xiàn)故障（用紅色突出顯示），則會(huì)激活重新配置的T型結(jié)構(gòu)（用藍(lán)色突出顯示）來(lái)支持剩余的開(kāi)關(guān)。

測(cè)量數(shù)據(jù)

可用的一種解決方案是冗余和測(cè)量算法，應(yīng)使用冗余系統(tǒng)和/或測(cè)量算法來(lái)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換器的測(cè)量數(shù)據(jù)，并重新組合測(cè)量信號(hào)（例如：Kalman濾波器、自適應(yīng)觀察器等）。

控制器可用

可能解決方案是：使用NXP S32 MCU架構(gòu)，具有多個(gè)核心和存儲(chǔ)器冗余 對(duì)降級(jí)模式的軟件架構(gòu)進(jìn)行虛擬化 利用S32的功能安全能力 NXP S32的外圍設(shè)備，如FCCU，使客戶能夠創(chuàng)建對(duì)硬件故障做出響應(yīng)的軟件。

使用模型驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)（MBD）工具來(lái)開(kāi)發(fā)DC-DC轉(zhuǎn)換器，驗(yàn)證和驗(yàn)證MBD流程至關(guān)重要，包括模型在環(huán)（MIL）、軟件在環(huán)（SIL）、處理器在環(huán)（PIL）和硬件在環(huán)（HIL）流程。

審核編輯：湯梓紅