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安森美半導體的汽車輔助電源方案有助于滿足每種應用要求

牽手一起夢 ? 來源:安森美半導體 ? 作者:佚名 ? 2020-11-03 16:04 ? 次閱讀
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輔助電源單元在電池電動汽車(BEV)和混合動力電動汽車(HEV)的電源應用中無處不在,對于為控制、通信、安全、驅動等通常低于20 V的各種低壓子系統供電至關重要,而且,電源本身的電源可能來自+400 V直流高壓總線,如車載充電(OBC)系統或48 V或12 V電池電壓軌。

在如此廣泛的應用范圍內,對輔助電源的要求非常多樣化,因而市場上產生了無數替代方案和運用。

盡管這些電源是輔助系統,但仍需要確保高可靠性和穩定性,因其在為關鍵模塊供電,如可能包括核心控制器的邏輯級電路,或導通和關斷功率金屬氧化物硅場效應晶體管MOSFET)和絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的門極驅動器。

同時,要求緊湊的設計和出色的性價比,因為這些系統不是應用的核心部分,因此應花費盡可能少的資源來完成工作。

安全也是最重要的,在大多數情況下,系統必須符合汽車標準,也規定了電磁干擾限制。而且,適應廣泛的輸入電壓范圍和適應不同用例的靈活性,使其脫穎而出。

最后同樣重要的是,輔助電源需要提供高壓隔離,特別是如果法規規定,或功能隔離,以實現可靠的運行。

根據應用相應的上述要求,輔助電源用在不同的拓撲結構-反激、升壓、降壓-升壓等。它們可采用替代的開關機制,如:準諧振或固定頻率,并利用集成或分立技術來傳輸所需的功率。

圖1.基于反激式拓撲的隔離型輔助電源原理圖,工作在準諧振峰值電流模式控制下

安森美半導體最近推出了四個新方案:高壓輔助電源,適用于基于800 V和400 V電池的BEV和PHEV并提供15 W或40 W功率,以及用于IGBT和碳化硅(SiC) MOSFET驅動器的隔離型電源。這些方案解決上述挑戰并滿足所需要求。

SECO-HVDCDC1362-15W15V-GEVB和SECO-HVDCDC1362-40W15V-GEVB是極高能效和靈活的初級端調節(PSR)輔助電源,優化用于BEV和PHEV汽車動力總成。這些設計可在250 V至900 V的寬輸入直流電壓范圍內提供穩定的15 V,因此適用于400 V和800 V電池系統。

該方案利用NCV1362準諧振峰值電流PSR反激控制器、成本優化的NVHL160N120SC1 160mΩ1200 V碳化硅(SiC) MOSFET和FFSD0665B-F085 SiC二極管的多種優點。

得益于SiC FET的高阻斷電壓能力和超低門極電荷(34 nC)值,開關損耗顯著減小,該設計表現出出色的能效,在低交流電條件下高達86%。

NCV1362控制器出色的驅動能力支持SiC FET在12 V下直接運行,而無需預驅動器,從而簡化了布局并減少了物料單的內容。反激式變壓器提供4 kV的隔離度,且完全通過汽車級半導體和無源器件實現。

圖2. SECO?HVDCDC1362?15W15V?GEVB的能效

圖3. SECO?HVDCDC1362?15W15V?GEVB框圖

圖4.15 W高壓輔助電源的優勢

(SECO?HVDCDC1362?15W15V?GEVB)

SECO-LVDCDC3064-IGBT-GEVB是IGBT驅動器的隔離電源,提供所需穩定電壓軌 (-7.5 V和15 V,每個分路50 mA),實現在寬輸入電壓范圍(6 Vdc至18 Vdc)高效開關。還提供了額外的+7.5 V電源軌,以支持任何其他較低電壓邏輯。

該系統利用NCV3064 DC-DC轉換器,實現緊湊而穩定可靠的設計,最小化材料單內容。該板完全采用汽車認證的器件實現,并且與商用IGBT DC - DC電源引腳兼容,從而提供了開箱即用的隔離型驅動器電源方案。

使用相同NCV3064的另一個SiC變體SECO-LVDCDC3064-SIC-GEVB將適用于SiC MOSFET開關,為門極驅動器提供+ 20 V /-5V電壓軌。

圖5.1.5 W IGBT隔離型驅動器電源的優勢 (SECO-LVDCDC3064-IGBT?GEVB)

圖6. SECO-LVDCDC3064-IGBT?GEVB框圖

新的電源設計用于400 V和800 V電池系統,隔離型電源用于IGBT和SiC門極驅動器,都經過專門設計,可直接集成到應用系統中。

安森美半導體用于汽車輔助電源方案的廣泛產品和工具陣容,有助于滿足每種應用的要求并提供最佳方案。

除了AC-DC控制器和穩壓器、DC-DC控制器和穩壓器、功率MOSFET、二極管和保護器件的全面產品陣容,以充分實現廣泛的設計,我們還提供廣泛的硬件和軟件評估以及開發工具幫助工程師,可加快開發階段并縮短新產品的上市時間。

責任編輯:gt

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