电源管理为电动汽车带来强大的动力

电源管理为电动汽车带来强大的动力

 

随着电动汽车的价格越来越平民化,市场上对电动汽车的接受度也越来越高,其关键因素在于高效率、安全的电源管理方案,为电动汽车本身与市场带来源源不绝的动力。本文将为您介绍电动汽车的车载充电器(On Board Charger, OBC)与相关的解决方案。

 

车载充电器市场需求殷切

电动汽车已经是当前最热门的应用之一,影响电动汽车发展的关键因素,除了价格必须要降到与燃油车接近的平民化价格之外,其中一个关键因素,便是得解决“里程焦虑”问题,也就是驾驶担心电动汽车开到路上突然没电所造成的焦虑现象。想要解决这个问题,便需要让电动汽车能够方便、快速地找到充电桩/车载充电器,广设的充电器可让驾驶在家中或私人或公共充电站的插座上,通过交流电源进行电池充电。

 

在未来,车载充电器将逐渐普及到每个家庭,并安装在公共或私人的购物中心、餐厅、停车场,也会有与类似加油站的充电站,让电动汽车能够方便、快速地充电,驾驶可以趁着充电时间去餐厅、卖场吃个餐点、逛逛街或休息一下,随后等吃完饭、逛完街,电动车的电池也充满了,电动车又可以继续上路,驾驶将不再会有“里程焦虑”的问题。

 

LLC全桥转换器演示板加速车载充电器开发

看好电动汽车的市场发展,车载充电器的需求也将随之水涨船高。有鉴于此,艾睿电子推出了车载充电器的评估板,来协助客户加快产品的开发速度。艾睿电子推出的是使用全桥LLC拓扑的10kW x2 LLC全桥转换器演示板,将可应用于高功率充电系统,例如电动汽车充电器,UPS充电系统等。该演示板可供用户轻松展开设计具有碳化硅MOSFET和二极管的高功率产品,这个评估板可供客户作为参考,帮助客户缩短其产品开发周期。

 

艾睿电子的10kW x2 LLC全桥转换器演示板支持直流到直流转换器,可进行650Vdc至750Vdc(标称700Vdc)的输入,然后输出300Vdc至550Vdc(标称500Vdc),输出功率最大可达10kW x2,输出电流最大可达17.5A x2,效率最高达到98.4%,可应用于20kW大功率电源产品/充电器。

 

                            

C3M0065100K                                        SI8261ACD-C-IS

 

10kW x2 LLC全桥转换器演示板的核心芯片采用了安森美半导体(On Semiconductor)的NCP1395B PWM控制器、主MOSFET包括每桥4个CREE C3M0065100K SiC MOSFET(共有两桥),辅助MOSFET则采用CREE C2M1000170D SiC MOSFET,并使用8个CREE C5D50065D SiC二极管做为O/P二极管。隔离驱动器是Silicon Labs的Si8261ACD-C-IS、栅极驱动器是IXYS集成电路部门的IXDN609SI,RECOM Power的R12P209D隔离式DC/DC转换器。

 

该评估板的主要目的是演示全桥LLC电路中SiC MOSFET和SiC二极管在大功率電源系統的性能。使用SiC MOSFET和SiC二极管可大大提高電源系統效能和功率密度,客戶可輕鬆地比較SiC的電源效能和傳統的電源效能。

 

艾睿电子并提供Schematic和Gerber文件给客户进行评估,PCB布局和原理图可以展示电流布局方法、隔离解决方案、SiC MOSFET控制方法、PCB爬电间隙方法、磁性设计等,设计该板的目的便是协助用户易于在全桥谐振LLC电路演示中使用SiC MOSFET,评估转换器级效率和功率密度增益,并可检查诸如Vgs、Vds和Id的波形是否有振铃,也可评估热性能,并可在更大的多级原型系统中集成基于SiC的隔离式DC / DC级,以便进行评估,用作通过开尔文源极引脚驱动SiC MOSFET的PCB布局示例,以及在LLC电路中进行SiC MOSFET的并行操作。

 

模块化多级拓扑解决方案延长电池使用寿命

为了提升电动车的电池寿命,必须采用模块化多级拓扑解决方案,以最大化可用电池容量,延长整个系统的使用寿命,并最大化系统可用性,缩减低电压的维护成本、运营成本与提高效率,只要实现模块级别的主动电池管理,便可以独立于充电状态(SOC)重复使用废弃的电动汽车电池。

 

为了协助车用电池系统的开发,英飞凌推出的OptiMOS™ MOSFET便是逆变器系统的基本组件,因为它具有出色的性能和最低的RDS(on),以及出色的冷却性能,可实现最佳的热性能,提供最高的产品稳定性。

 

此外,艾睿电子正計劃開發一个低壓輸出的双向电源,可使用在電池化成, 老化設備, 商用或农用车等應用上。

 

结语

电池的电源管理能力是电动汽车能否成功的关键,只要能够提供安全、快速的电池充电能力,并延长电池的使用寿命,进而降低电动汽车的设计、维护成本,便能够提升使用者采用电动汽车的意愿,电源管理能力将为电动汽车的发展带来强大的动力。

 

特色产品

SI8261ACD-C-IS