Isolated SPI
Controller
Wie jeder IC braucht auch der Controller periphere Bauteile, um zu funktionieren
Gleichtaktfilter
Eine stromkompensierte Drossel filtert Gleichtaktstörer ohne das Nutzsignal zu beeinflussen.
MLCC - Multilayer-Keramik-Chipkondensator 50 V
Dieser Kondensator sorgt durch HF-Symmetrierung der Mittelanzapfung des Übertragers für eine höhere Gleichtaktunterdrückung. Je nach Architektur des Treibers, kann die Verschaltung mit den Terminierungswiderständen anders ausgeführt sein.
Signalübertrager
Der Signaltransformer erfüllt hier zwei Aufgaben. Erstens wird das massebezoge Signal auf ein differentialles Signal umgesetzt, zweitens werden die Kommunikationsteilnehmer galvanisch voneinander getrennt. Dadurch wird die Störfestigkeit im Vergleich zu konventiollen 2-Draht-Interfaces erhöht sowie Potentialausgleiche über die Datenleitung vermieden. Je nach Applikation sind verschiedene Isolations- und Betriebsspannung möglich.
Modular Jack
Select SMT, THT or THR types for optimized processing. We support 45°, vertical and horizontal versions. Fitting to your needs we have them in different shielding options, like non shielded, shielded and fully shielded and additional you can choose from a wide range of LED options.
D-SUB Connector
We can provide the well established D-Sub connector. Not only do we have the male and female version in our portfolio, but with the angled and non angled versions and fitting cable options we can fully support you and your needs.
Circular connectors
When demands on the connector increase, there is often no way around circular connectors.In difficult industrial enviroments, specially in measurement and control technology, as well as in power supply, these are reliable connections.
Terminal Blocks
To further support the needs of our industrial customers we also have a wide range of Terminal Blocks. From a technical aspect we support THT, THR and SMT and we have different pitches when looking at our pluggable portfolio.
Grundlagen über Isolated SPI
Um ICs innerhalb eines Systems kommunizieren zu lassen, eignen sich On-Board-Schnittstellen wie I²C oder SPI. Geschieht die Kommunikation aber über mehrere Platinen, oder sogar über längere Strecken hinweg, ist eine galvanisch getrennte, differentielle Lösung erforderlich. Isolated SPI bietet hierfür eine einfache Lösung mit geringem Schaltungsaufwand.
Bei der Kommunikation zwischen verschiedenen Spannungspotentialen, wie etwa bei Batteriemanagementsystemen, bestehen höhere Anforderung an die galvanische Isolation der Teilnehmer. Für diesen Fall bieten wir spezielle Signalübertrager an.
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Übertrager für Batterie Management Systeme mit integrierter Gleichtaktdrossel
Übertrager für Batterie Management Systeme mit integrierter Gleichtaktdrossel
Die WE-BMS-Serie isoliert die seriell angeschlossenen Komponenten des Batteriepacks und der nachfolgenden BMS-Controller voneinander und unterdrückt so eventuell auftretende Spannungsunterschiede und EMI. Das Design von Würth Elektronik bietet im Vergleich zu anderen Wettbewerbern eine deutlich größere physische Kriechstrecke, die den Marktanforderungen für diese Art von Anwendungen entspricht.
Durch die Einhaltung der physischen Distanz durch das innovative Design, unabhängig von beschichteten Leiterbahnen, kann eine hohe Systemsicherheit und Zuverlässigkeit durch besondere Robustheit gegenüber Trockenheit und Hitze erreicht werden. Für ein flaches Design und noch bessere Isolationseigenschaften werden vollisolierte Drähte verwendet.
Durch den innovativen Aufbau kann eine größere physische Kriechstecke bei gleicher Baugröße als mit dem konventionellen Design erreicht werden.
Die enthaltenen Übertrager und Gleichtaktdrosseln gewährleisten die BMS Isolation und unterdrücken elektromagnetische Störungen für eine sichere Signalübertragung.
Die WE-BMS Serie unterstützt serial Daisy Chain, isoSPI, SPI und andere Signalisolationen. Single und dual Übertrager für ein oder zwei Kanäle sind verfügbar.
BMS Layout Guidelines
Die Signalleitungen sollten so kurz wie möglich gehalten werden und der Übertrager sollte sich so nah wie möglich am isoSPI-Kabelstecker befinden. Ein Abstand von <2 cm wird empfohlen.
Der IC sollte in einem Abstand von 1-2 cm zum Übertrager platziert werden, um magnetische Kopplung zu vermeiden.
Bei vier- oder mehrlagigen Leiterplatten sollte der Bereich um die BMS-Leiterbahnen, die BMS-Buchse und den Übertrager in allen Lagen freigelegt werden. Der Abstand um diesen Bereich zu Kupferflächen und Leiterbahnen sollte je nach Betriebsspannung des Systems mindestens 4 mm betragen.
Von der kleinsten bis zur größten Anwendung
Die Übertrager mit 1000 VDC Betriebsspannung sind unter anderem für kleinere Energiespeicher wie Consumer Energiespeicher und für Anwendungen mit geringeren Spannungen wie 600 VDC geeignet.
Für Anwendungen mit großen Batteriepacks wie zum Beispiel in Energiespeichersystemen für Solar und Windparks sind BMS Übertrager mit einer Betriebsspannung von 1500 VDC und einer Prüfspannung von 6400 VDC verfügbar.
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![Graph that shows how a battery management system works]( "WE-BMS Block Diagram")
Ein BMS ist ein elektronisches System, das eine wiederaufladbare Batterie mit dem Ziel überwacht, sie sicher und zuverlässig zu machen.
Funktionen eines BMS:
- Schutz der Batterie vor dem Betrieb außerhalb ihres sicheren Betriebsbereichs
- Überwachung des Ladezustands und des Gesundheitszustands der Batterie
- Berechnung sekundärer Daten und Berichterstattung über diese Daten
- Kontrolle ihrer Umgebung
- Authentifizierung und/oder Ausgleich der Batteriezellen
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![Graph that explains why a transformer is needed in a BMS]( "Why is a transformer needed in a BMS?")
Die einzelnen Zellen eines Akkupacks sind in Reihe geschaltet, ebenso wie die nachfolgenden BMS-Controller. Zwischen den in Reihe geschalteten Komponenten oder Platinen können Spannungsunterschiede und elektromagnetische Störungen auftreten. Um die Komponenten voneinander zu isolieren und EMI-Störungen zu unterdrücken, kann ein Übertrager eingesetzt werden. Daher unterstützt der WE-BMS-Übertrager die BMS-Isolierung und EMI-Störungsunterdrückung für einen sicheren und zuverlässigen Betrieb.
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![WE-BMS Partial Discharge Test]( "WE-BMS Partial Discharge Test")
Teilentladungen sind örtlich begrenzte dielektrische Durchschläge. Eine feste Isolierung, in der während des Betriebs Teilentladungen auftreten, ist auf Dauer unzulässig.
Um die langfristige Zuverlässigkeit der Isolation sicherzustellen, führt Würth Elektronik die Teilentladungsmessung nach der IEC 60664-1 durch.
Der Test ist bestanden, wenn die Menge der Teilentladungen unter einem Grenzwert von 10 pC (Pico Coulomb) liegt.
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![Graph that explains the isoSPI and SPI relation with a middle pin]( "WE-BMS Transformer Center Tab")
Das Produktportfolio von Würth Elektronik bietet Übertrager mit und ohne Mittelpin. Zusätzlich zu der integrierten Gleichtaktdrossel im Übertragermodul, trägt der Mittelpin zur Unterdrückung von Gleichtaktstörungen bei. Hierzu wird ein Bypass Kondensator an den Mittelpin angeschlossen, der eine niederimpedante Groundverbindung für Gleichtaktstörungen darstellt und diese somit in Richtung Erde ableitet. Dies führt zu einer Verbesserung der isoSPI Performance. Für die Auswahl der Kondensatoren beachten Sie bitte das Datenblatt des IC Herstellers.
