設(shè)計集成智能汽車綜合系統(tǒng)的電動汽車輔助電源

時間：2024-08-04 22:53:03

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[導(dǎo)讀]隨著電動汽車部門的不斷發(fā)展,殺傷人員地雷的設(shè)計面臨著更大的挑戰(zhàn)。這些問題包括要求提高功率等級、擴(kuò)大電壓范圍、提高可靠性和提高功率密度,同時保持高效運(yùn)行。

輔助電源被稱為輔助電源模塊(APM),是電動汽車的一個重要元件。它的主要功能是有效地將電力從牽引電池傳輸?shù)降蛪贺?fù)載和12V電池。

隨著電動汽車部門的不斷發(fā)展,殺傷人員地雷的設(shè)計面臨著更大的挑戰(zhàn)。這些問題包括要求提高功率等級、擴(kuò)大電壓范圍、提高可靠性和提高功率密度,同時保持高效運(yùn)行。

本文討論了一種基于智能電路的高壓-低壓隔離回彈變換器。該轉(zhuǎn)換器被設(shè)計為作為電動汽車的輔助電源。其目的是在主電源發(fā)生故障時,保證汽車安全關(guān)鍵部件,特別是牽引逆變器的供電電壓(約15-18V)一致。

全球汽車市場的顯著增長推動了對先進(jìn)電子元件的需求。這就需要開發(fā)高度一體化的智能系統(tǒng)解決方案。GAN技術(shù)以其智能和集成的功能提供了一個令人信服的解決方案。值得注意的是,甘在高頻域中表現(xiàn)出優(yōu)越的開關(guān)行為,使其非常適合于EV產(chǎn)業(yè)的發(fā)展景觀。解決方案的整合將為新一代智能化、高效化和防未來性鋪平道 .

智能GAN集成技術(shù)將整體功率級與驅(qū)動控制電路相結(jié)合,為現(xiàn)代化提供了顯著的優(yōu)勢。這種創(chuàng)新的方法通過最小化寄生電感來促進(jìn)緊湊的設(shè)計,從而提高系統(tǒng)的健壯性和可靠性。

此外,集成的智能GAN提供了高性能的好處。它在高頻率下工作的能力轉(zhuǎn)化為更低的電磁干擾和更好的散熱。這些組合優(yōu)勢使智能甘成為下一代電力電子系統(tǒng)的領(lǐng)先技術(shù)。

設(shè)計中使用的智能GANIC是一個650V的電源級,驅(qū)動和保護(hù)在一個QFN包。IC的主要技術(shù)特點(diǎn)是:

· 最大排水源電壓(VDsmax ): 650 V

· 電源電壓操作范圍(V 1 ): 18–36 V

· 高壓電源操作范圍(V2): 20–650 V

· 典型電阻(R) : 190/410 mΩ

該芯片的內(nèi)部框圖和平頂圖如圖1所示,包括各種功能,如流模控制、可調(diào)軟啟動、打開DV/DT和最高達(dá)500千赫的快速開關(guān)功能。為了減小電路板的尺寸和增加功率密度,選擇了230-250千赫的特定開關(guān)頻率作為名義換流率。

圖1:智能GANIC的內(nèi)部框圖(資料來源:斯列瑞茲等人)。,2024)

智能GANIC集成了一套集成保護(hù)功能,旨在提高系統(tǒng)的可靠性并確保安全運(yùn)行。這些特點(diǎn)包括:

· 過溫保護(hù):當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到不安全的操作溫度時,這種保護(hù)會自動關(guān)閉,防止熱失控和潛在的破壞。

· 過流限制:這種保護(hù)限制了系統(tǒng)內(nèi)的電流流,防止過大的電流負(fù)載導(dǎo)致組件故障。

· 帶故障模式的輸出過載保護(hù):在輸出過載的情況下,系統(tǒng)進(jìn)入"故障模式",以受控制的速率上下循環(huán),直到過載條件得到解決。這保護(hù)系統(tǒng)不受損壞,同時允許在正常工作條件下自動恢復(fù)。

具有突發(fā)模式的輸出過電壓保護(hù)：此功能可防止電壓峰值超過指定的輸出限制。在這種情況下，系統(tǒng)進(jìn)入一個“突發(fā)模式”，提供短時間的突發(fā)電源以維持功能，同時防止過電壓事件造成的損害。

靜電放電(ESD)保護(hù)：這種集成保護(hù)保護(hù)系統(tǒng)免受ESD，這是電子元件損壞的常見原因。

圖2顯示了組裝的應(yīng)用程序演示板。在QFN包(U1)中,我們可以看到用于頻率選擇的無源網(wǎng)絡(luò)(C5和R4)。在反沖轉(zhuǎn)爐的第二側(cè)是由R9、C6和D3組成的夾緊網(wǎng)絡(luò)。該反饋電路包括一個光耦合器(U2)和一個可調(diào)分流電壓基準(zhǔn)(D1)。T1是一個WOTLT750343808反沖變壓器。