電動(dòng)汽車應(yīng)用—OBC, DC/DC, PDU多合一產(chǎn)品方案

電動(dòng)車市場(chǎng)需求爆發(fā)式增長(zhǎng)，也帶來了各個(gè)部件供應(yīng)商的百花齊放，本章主要分享電動(dòng)車OBC, DC/DC, PDU以及電驅(qū)等多合一應(yīng)用解決方案，能夠一定程度上優(yōu)化產(chǎn)品性能、結(jié)構(gòu)尺寸以及提高可靠性。

Littelfuse作為比較齊全的元器件供應(yīng)商，覆蓋保護(hù)、功率半導(dǎo)體、傳感、開關(guān)等產(chǎn)品線，能夠在多合一應(yīng)用提供比較完整的解決方案。

汽車上BMS、域控制器、娛樂影音等都會(huì)需要用到TVS與ESD作為浪涌與靜電保護(hù)，控制板也會(huì)加ptc作為過流保護(hù)，同時(shí)還會(huì)涉及到很多低壓調(diào)控電路，這里不作具體介紹。

汽車?yán)锩娴蛪号潆娕c高壓配電都需要加保險(xiǎn)絲與繼電器作為過流保護(hù)，下圖整車電氣框架簡(jiǎn)單描述各個(gè)位置會(huì)涉及到的保險(xiǎn)絲，隨著現(xiàn)在高壓平臺(tái)的大力推廣，在減小銅排與導(dǎo)線尺寸的同時(shí)成本也得到了節(jié)省，對(duì)于直流保險(xiǎn)絲也提高了耐壓要求，目前主流的電壓維750-1000V，配電盒里面采用鎖螺栓的方式。

PDU應(yīng)用

高壓配電盒在前面的章節(jié)也有介紹過，這里重新羅列適合于500-1000V應(yīng)用的高性價(jià)比保險(xiǎn)絲產(chǎn)品，符合AEC-Q200認(rèn)證。

OBC應(yīng)用

車載充電機(jī)OBC常用功率為3.3kw，6.6kw，11kw以及22kw，由于多合一需要集成度更高的結(jié)構(gòu)，OBC也需要越做越薄，其中保險(xiǎn)絲安裝方式有臥式與立式，因此需要更高能量密度、更小尺寸的保險(xiǎn)絲來滿足結(jié)構(gòu)安裝的需要。

保險(xiǎn)絲

Littelfuse 685 fuse尺寸為6*25mm，最大電流55A，相比現(xiàn)有常見的保險(xiǎn)絲6*32mm更小，同時(shí)提供更大的電流能力，6.6kw單個(gè)55A即可滿足要求，同時(shí)能夠有效改善本體過熱的問題。

壓敏電阻與固體放電管方案其實(shí)在不少章節(jié)里面都有介紹過，可以有效降低雷擊浪涌殘壓，同時(shí)提高壓敏電阻的長(zhǎng)期使用可靠性，尤其是對(duì)于越來越薄的OBC，母線電容的減少，浪涌吸收能力變?nèi)?，以及采用碳化硅方案，抗浪涌沖擊能力變?nèi)酰褂脡好襞c固體放電管能降低殘壓的同時(shí)減少浪涌電流對(duì)于功率器件的損壞。

壓敏電阻MOV

單相電OBC壓敏電阻通常采用交流385-420Vac，而采用壓敏與固體放電管方案后可以把電壓調(diào)到250Vac，實(shí)際工作中就是通過降低壓敏電壓來降低后級(jí)殘壓。

固體放電管SIDACtor

固體放電管的本質(zhì)就是可控硅，通過把門級(jí)集成到內(nèi)部，利用high dv/dt的原理使其觸發(fā)工作，實(shí)現(xiàn)了固體放電管2個(gè)引腳的封裝，在OBC里面主推的貼片產(chǎn)品，封裝為SMC，8/20us耐受電流3kA，導(dǎo)通電壓Vt為低壓4V，在浪涌動(dòng)作后可以忽略不記。

下方3個(gè)實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，壓敏與固體放電管可以降低殘壓400V左右，同時(shí)經(jīng)過多次浪涌之后，純壓敏會(huì)有衰減漏電流增加，而壓敏與放電管由于固體放電管380Vdc的隔直能力，保證了該組合長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)下的持續(xù)穩(wěn)定低漏電流。

有源鉗位也是以前不少章節(jié)介紹過，小東西大功能，算是最高性價(jià)比的浪涌吸收方案。

門極驅(qū)動(dòng)

門極驅(qū)動(dòng)通常會(huì)添加穩(wěn)壓管與TVS作為驅(qū)動(dòng)過壓保護(hù)，由于門極電阻具有限流能力，因此實(shí)際TVS在動(dòng)作之后通常不會(huì)工作到峰值Vc，而實(shí)際的鉗位電壓取決于工作電流，介于擊穿電壓Vbr與鉗位電壓Vc之間。

Littelfuse專為碳化硅MOSFET開發(fā)出非對(duì)稱驅(qū)動(dòng)保護(hù)TVS，正壓15-20V可選，負(fù)壓-4.5~-5.5V，能夠有效保護(hù)門極免受異常浪涌而損壞。

配電盒中預(yù)充繼電器新方案采用半導(dǎo)體MOSFET或IGBT，能夠提高繼電器的使用壽命，而高功率TVS可以并聯(lián)于IGBT CE兩端是避免IGBT過壓的有效措施，貼片安裝于PCB也可以減少對(duì)于尺寸空間的要求。

汽車應(yīng)用都會(huì)用到CAN通訊，如下ESD常用物料作為參考，另外也有12V與36V的產(chǎn)品可選。